Temporäre Tattoos versorgen medizinische Geräte mit Strom
Bist du im Spital zur Überwachung, messen Sensoren elektrische Signale in deinem Körper. Verrutschen sie, werden sie ungenau. Temporäre Tattoos sollen Abhilfe schaffen.
Ingenieure der Pennsylvania State University forschen an einer besonderen Alternative für medizinische Sensoren: aufmalbare Tattoos mit Elektroden. Sie werden mit medizinischen Messgeräten für EKGs, EEGs und EMGs verbunden, die Gehirn- Herz und Muskelaktivitäten erfassen. So können sie helfen, Herzinfarkte zu erkennen, Gehirnströme zu messen und Roboterprothesen zu steuern.
Quelle: Wanqing Zhang/Penn State
Die Tattoos lösen ein Problem von vorgefertigten Elektroden aus Metall oder Hydrogel: Diese können verrutschen. Etwa durch Bewegung über längere Zeiträume, oder wenn die Haut schwitzt oder behaart ist.
Ingenieure der Penn State Universität haben dafür eine Lösung auf Basis aufmalbarer Tattoos ausgetüftelt. Diese bestehen aus leitfähiger Tinte, über welche die Sensoren für tragbare Geräte (EEGs, EKGs, EMGs) mit Strom versorgt werden.
Das Team hat für diese Tinte ein vorläufiges Patent angemeldet. Sie besteht aus einer Wasserlösung, die mit Polymeren und sauren Zusatzstoffen gemischt ist. Sie ist transparent und klebrig, kann aber mit Lebensmittelfarbe eingefärbt werden. Auf der Haut trocknet sie in unter zehn Minuten.
So kann ein Arzt mit der Tinte beispielsweise einen knuffigen Fuchs oder einen Hai auf die Haut malen. Durch diesen spielerischen Charakter sind die Elektroden besonders für Kinder geeignet. Ein medizinisches Gerät macht doch gleich viel mehr Freude, wenn es mittels eines temporären Tattoos des Lieblingstiers angebracht wird. Deshalb wollen die Ingenieure die Tinte künftig in Kinderarztpraxen vertreiben.
Zwölf Stunden zuverlässig
Ein poröses Silbergewebe mit Verbindungselektroden verbindet die Tinte mit den Sensoren. Es wird auf das aufgemalte Tattoo gelegt, bevor es getrocknet ist – so haftet es direkt an der Haut.
Danach schliessen die Ingenieure das Gewebe an einen Anschluss des Überwachungsgerätes an. Dieses befestigen sie dann unter der Kleidung mit Klebeband auf der Haut. Die elektrischen Signale werden schliesslich via Bluetooth an einen Computer übertragen.
Quelle: Wanqing Zhang/Penn State
Zwischen aktuellen Sensoren und Haut kann ein Luftspalt entstehen und zu Fehlmessungen führen. Die Tinte liegt direkt auf der Haut und die Elektroden des Silbergewebes können sich auf über 150 Prozent der ursprünglichen Grösse ausdehnen. So dringt Schweiss durch das Gewebe hindurch, ohne die Haftfähigkeit, die Genauigkeit oder den Tragekomfort zu beeinflussen.
Die mit der Tinte aufgemalten Elektroden können EKG-Signale bis zu 12 Stunden lang erfassen und halten auch während körperlicher Betätigung. Auch Muskelsignale erfassen die Elektroden so gut, dass man eine Roboterhand fernsteuern kann. Nach den 12 Stunden müssen die Elektroden abgewaschen und neu aufgemalt werden.
Der nächste Schritt ist eine Sicherheitsprüfung der MRT-Kompatibilität. Die ersten Tests verliefen positiv, allerdings muss sichergestellt werden, dass sich die leitfähigen Komponenten der aufgemalten Tinte im starken Magnetfeld nicht erhitzen. Das würde zu Verbrennungen auf der Haut führen. Auch wollen die Ingenieure weiter erforschen, wie sich die Tinte bei starkem Schwitzen und unterschiedlichen Hauttypen verhält und wie man die Tragedauer verlängern kann.
Für eine kommerzielle Nutzung muss das Produkt klinische Studien durchlaufen und von den zuständigen Behörden zertifiziert werden. Ein erster Schritt ist mit der Patentanmeldung bereits im Gange. Bis du dir ein solches Tattoo tatsächlich aufmalen lassen kannst, wird es allerdings noch einige Jahre dauern.
Seit ich einen Stift halten kann, kritzel ich die Welt bunt. Dank iPad kommt auch die digitale Kunst nicht zu kurz. Daher teste ich am liebsten Tablets – für die Grafik und normale. Will ich meine Kreativität mit leichtem Gepäck ausleben, schnappe ich mir die neuesten Smartphones und knippse drauf los.
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