Reha-Sensor klebt direkt auf dem Knochen
Innovation der University of Arizona soll Heilung nach Frakturen zielgerichteter überwachen
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Sensor im Vergleich mit einer Ein-Pence-Münze (Foto: Gutruf Lab, arizona.edu) |
Tucson (pte023/24.11.2021/12:30)
Der Heilungsprozess von Knochen, die gebrochen waren und durch eine Gipsmanchette oder andere Techniken stabilisiert sind, lässt sich künftig mit einem Sensor überwachen, der direkt auf den Knochen geklebt wird. Die Daten, die die papierdicke Elektronik sammelt, werden mit Hilfe der Near Field Communication ausgelesen. Ein elektromagnetisches Feld von Außen aktiviert eine winzige Spule in der Elektronik, die so viel Strom erzeugt, dass ein ebenfalls integrierter Sender die Daten nach Außen übertragen kann.
[b]Für Rehabilitation und Therapie[/b]
Den Sensor, der kaum größer ist als eine Ein-Pence-Münze, haben Biomediziner an der University of Arizona https://www.arizona.edu/ in Tucson entwickelt. „Diese Technologieplattform ermöglicht es uns, Untersuchungswerkzeuge zu entwickeln, um herauszufinden, wie der Bewegungsapparat funktioniert, und die gesammelten Informationen für Rehabilitation und Therapie zu nutzen", sagt Philipp Gutruf, Assistenzprofessor für Biomedizintechnik. „Weil das Gerät so dünn ist passt es sich leicht an die Krümmung der Knochen an", so Alex Burton, Doktorand der Biomedizintechnik.
[b]Stabilität der Knochen wird angezeigt[/b]
Frakturen im Zusammenhang mit Erkrankungen wie Osteoporose sorgen für längere Krankenhausaufenthalte als Herzinfarkte oder Brustkrebs. Das könnte sich mit dem kleinen Gerät ändern, hoffen die Forscher. Wenn es einmal für den Einsatz beim Menschen zugelassen ist, könne es nicht nur zur Überwachung der Heilung, sondern auch zur Verbesserung der Gesundheit verwendet werden. Es zeigt beispielsweise an, wenn die Stabilität des Knochens so stark nachlässt, dass neue Frakturen drohen.
[b]Kleber verwächst mit dem Knochen[/b]
Der Sensor wird mit einem Spezialklebstoff auf dem Knochen befestigt, der als körpereigen angesehen wird. Normale Kleber würden nach kurzer Zeit abgestoßen, weil sich die äußere Knochenschicht regelmäßig erneuert. Diesem Prozess würde der Kleber und damit der Sensor zum Opfer fallen. Das Problem löste John Szivek, Professor für orthopädische Chirurgie und Biomedizintechnik. Er entwickelte einen Klebstoff, der Kalziumpartikel mit einer atomaren Struktur enthält, die der von Knochenzellen ähnelt. „Der Knochen denkt, dass das Gerät ein Teil von ihm ist, und verwächst mit ihm", sagt Gutruf. „Dadurch entsteht eine dauerhafte Bindung, sodass Messungen über lange Zeiträume möglich sind."
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