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pte20210416002 Technologie/Digitalisierung, Medizin/Wellness

Mini-Sensor überwacht implantierte Organe

Daten einfacher und genauer zu ermitteln - Exakte Sauerstoffmessung in Echtzeit möglich


Winziger implantierbarer Sauerstoffsensor (Foto: Soner Sonmezoglu, berkeley.edu)
Winziger implantierbarer Sauerstoffsensor (Foto: Soner Sonmezoglu, berkeley.edu)

Berkeley/San Francisco (pte002/16.04.2021/06:05) - Nicht größer als ein Marienkäfer ist ein Sensor von Forschern der University of California, Berkeley (UC) http://berkeley.edu und der UC San Francisco http://ucsf.edu , der das Funktionieren von Spenderorganen nach der Implantation überwacht. Er misst den Sauerstoffgehalt. Das ist ein Indiz dafür, ob das Organ planmäßig arbeitet oder vom Körper abgestoßen zu werden droht.

Ultraschall und cleveres Design

Das winzige Frühwarnsystem wird von einem piezoelektrischen Element, das von außen mit Ultraschall angeregt wird, mit Strom versorgt. Ultraschall ist auch für die Datenübertragung an ein externes Empfangsgerät zuständig. "Es ist sehr schwierig, Daten tief im Körper zu erfassen", verdeutlicht Berkeley-Informatiker Michel Maharbiz. "Wir haben es mithilfe der Ultraschalltechnologie in Verbindung mit einem sehr cleveren Design integrierter Schaltkreise geschafft, anspruchsvolle Implantate herzustellen, die sehr tief ins Gewebe eingebracht werden können, um lebenserhaltende Daten in Echtzeit zu sammeln."

Sauerstoff ist eine Schlüsselkomponente für die Fähigkeit der Zellen, Energie aus der Nahrung zu gewinnen. Fast alles Gewebe benötigt eine stetige Versorgung zum Überleben. Die heutigen Methoden zur Messung des Sauerstoffgehalts liefern nur Infos darüber, was in der Nähe der Körperoberfläche geschieht. Dies liegt daran, dass diese Methoden auf elektromagnetischen Wellen wie Infrarotlicht beruhen, die nur wenige Zentimeter in Haut- oder Organgewebe eindringen können. Es gibt zwar MRT-Arten, die Infos über die Sauerstoffversorgung des tiefen Gewebes liefern können, sie erfordern jedoch lange Abtastzeiten und können daher keine Daten in Echtzeit liefern.

Frühgeborene besser schützen

Nicht nur Implantate können mit dem kleinen Gerät überwacht werden, sondern auch Frühgeborene, denen oft Sauerstoff zugeführt werden muss. Wie viel es sein muss, ist allerdings nicht objektiv erfassbar. Die Ärzte sind da auf ihre Erfahrung und auf Bauchgefühl angewiesen. Der Sensor könnte dagegen exakte Werte liefern und eine übermäßige Sauerstoffgabe verhindern, die ein Baby schädigen kann. Die Technik lässt sich auch zur Messung anderer Werte im Körper nutzen. Man kann den Experten nach mit anderen Sensoren beispielsweise den Blutzuckergehalt, die Kohlendioxidsättigung oder den pH-Wert erfassen.

(Ende)
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