Mini-Sensor überwacht implantierte Organe
Daten einfacher und genauer zu ermitteln - Exakte Sauerstoffmessung in Echtzeit möglich
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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, der das Funktionieren von Spenderorganen nach der Implantation überwacht. Es misst den Sauerstoffgehalt, der ein entscheidendes Indiz dafür ist, ob das Organ planmäßig arbeitet oder vom Körper abgestoßen zu werden droht. Das Gerät haben Ingenieure der University of California (UC) in Berkeley https://www.berkeley.edu/ gemeinsam mit Medizinern der UC San Francisco https://www.ucsf.edu/ entwickelt. 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.
[b]Mit Ultraschall und cleverem Design[/b]
„Es ist sehr schwierig, Daten tief im Körper zu erfassen", sagt Michel Maharbiz, Professor für Elektrotechnik und Informatik in Berkeley. „Wir haben es mit Hilfe der Ultraschalltechnologie in Verbindung mit einem sehr cleveren Design integrierter Schaltkreise geschafft, anspruchsvolle Implantate herzustellen, die sehr tief ins Gewebe eingebracht werden können, lebenserhaltende Daten in Echtzeit zu sammeln."
Sauerstoff ist eine Schlüsselkomponente für die Fähigkeit der Zellen, Energie aus der Nahrung zu gewinnen. Fast alle Gewebe im Körper benötigen eine stetige Versorgung, um zu überleben. Die heutigen Methoden zur Messung des Sauerstoffgehalts liefern nur Informationen 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 Arten der Magnetresonanztomographie, die Informationen über die Sauerstoffversorgung des tiefen Gewebes liefern können, sie erfordern jedoch lange Abtastzeiten und können daher keine Daten in Echtzeit liefern.
[b]Gefahr für Frühgeborene lässt sich verringern[/b]
Nicht nur Implantate können mit dem kleinen elektronischen 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 für die Messung anderer Werte im Körper nutzen. Man könne mit anderen Sensoren beispielsweise den Blutzuckergehalt, die Kohlendioxidsättigung oder den pH-Wert erfassen.
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