Ziel des an der Professur für Mess- und Sensortechnik (Prof. Olfa Kanoun) der TU Chemnitz angesiedelten Projektes "High tech-Sensorik für die Herausforderung durch den demografischen Wandel in Sachsen" (SenseCare) war die Entwicklung von Sensormatten zur Unterstützung der Betreuung von Druckgeschwüren bei Patientinnen und Patienten mit Diabetes Mellitus.
Eine besondere Neuheit dieses Projektes ist die Einbettung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT, von engl. Carbon Nanotubes) basierten Sensoren, die den Druck mit hoher Präzision messen können. Die Nutzung von CNTs zur Herstellung von Drucksensoren ist für das Gesundheitswesen und den medizinischen Bereich ein Alleinstellungsmerkmal von "SenseCare".
Mit ihrer eingebetteten Sensorik sind diese Sensormatten in der Lage, Veränderungen von Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit zu erfassen, wenn sie mit dem menschlichen Körper in Berührung kommen. Dafür produzierte das Projektteam ultradünne Sensoren im Mikrometer-Bereich.
Zum Vergleich: Das menschliche Haar ist zwischen 30 und 120 Mikrometer dick. Die Sensoren entwickelte das Forschungsteam auf der CNT-Basis, die wiederum auf Polymerfolien gedruckt werden. Diese Sensoren eignen sich als Hilfsmittel in der Gesundheitsversorgung und zur Überwachung von Patientinnen und Patienten mit bestimmten gesundheitlichen Problemen, zum Beispiel diabetesbedingte Geschwüre oder nicht-heilende Wunden.
Das Arbeitsprinzip der CNT-basierten Drucksensoren beruht auf der messbaren Änderung des elektrischen Widerstandes des Sensormaterials bei Änderungen von Druck, Temperatur und Feuchtigkeit.
Für den Test der Sensoren wurden zwei Prototypen entwickelt: eine Matte und eine Fußsohle. Die Matte kann zweilagig sein, sie funktioniert also beidseitig und ist in der Lage, Temperatur und Feuchtigkeit auf der einen Seite und Druck auf der anderen Seite zu erfassen.
Die Einlegesohle hingegen kann den Druck an bestimmten anatomischen Punkten, zum Beispiel Ballen und Ferse, erfassen. Diese Daten werden in Echtzeit gemessen und können über eine grafische Benutzeroberfläche angezeigt werden. Dies ist besonders von Interesse für Diabetes-mellitus-Patientinnen und -Patienten.
Die Sensor-Einlegesohle kann bei Patientinnen und Patienten eingesetzt werden, um einen erhöhten Druck auf den Fuß zu erkennen, zum Beispiel um Verletzungen des Fußes zu vermeiden. Dazu sorgen erfahrene Anwenderinnen oder Anwender für eine gleichmäßige Druckverteilung.
Patientinnen beziehungsweise Patienten mit Diabetes mellitus erhalten über die ultradünne Schuhsohle eine Rückmeldung zur Korrektur ihres Ganges. Nach einer Miniaturisierung kann die Sensormatte im Pflegebereich zur Vorbeugung von Druckgeschwüren Bettwunden bei bettlägerigen Seniorinnen und Senioren oder Patientinnen und Patienten eingesetzt werden.
Die in "SenseCare" erzielten Entwicklungen in der Sensorik haben viel Potenzial, denn der demografische Wandel und der zunehmende Anteil von Diabetes mellitus machen anwendungsfreundliche Lösungen zu einer Notwendigkeit, um mehr Behandlungs- und Lebensqualität für Betroffen, deren Angehörige und Pflegekräfte zu ermöglichen – zum Beispiel indem weitere Körperschäden vermieden werden und das Pflegepersonal entlastet wird. Die entwickelte Sensorlösung ist mit ihren extrem dünnen Sensoren kostengünstig und langlebig und damit ein Fortschritt gegenüber bestehenden Sensoriken.
MEDICA.de; Quelle: Technische Universität Chemnitz
