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pte20211124023 Technologie/Digitalisierung, Medizin/Wellness

Reha-Sensor klebt direkt auf dem Knochen

Innovation der University of Arizona soll Heilung nach Frakturen zielgerichteter überwachen


Sensor im Vergleich mit einer Ein-Pence-Münze (Foto: Gutruf Lab, arizona.edu)
Sensor im Vergleich mit einer Ein-Pence-Münze (Foto: Gutruf Lab, arizona.edu)

Tucson (pte023/24.11.2021/12:30) - Forscher der University of Arizona http://arizona.edu haben einen neuen Sensor zur Überwachung der Knochengenesung entwickelt. Dieser wird direkt auf den Knochen geklebt und liefert den behandelnden Ärzten fortan wichtige Daten zum Heilungsprozess bei Frakturen. Die Daten der papierdicken Elektronik werden mithilfe von NFC 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.

Für Rehabilitation und Therapie

Der Sensor ist kaum größer als eine Ein-Pence-Münze. "Diese Technologieplattform ermöglicht es uns, Untersuchungswerkzeuge zu entwickeln, um herauszufinden, wie der Bewegungsapparat funktioniert und die gesammelten Informationen für Rehabilitation und Therapie zu nutzen", so Philipp Gutruf, Assistenzprofessor für Biomedizintechnik. "Weil das Gerät so dünn ist, passt es sich leicht an die Krümmung der Knochen an", ergänzt Doktorand Alex Burton.

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.

Kleber verwächst mit Knochen

Der neuartige Sensor wird mit einem Spezialklebstoff auf dem Knochen befestigt, der als körpereigen angesehen wird. Normale Kleber würden nach kurzer Zeit abgestoßen, da 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. Sein Klebstoff, der Kalziumpartikel mit einer atomaren Struktur enthält, ähnelt jener von Knochenzellen. "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."

(Ende)
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