MedTech-Trends

Smarte Textilien für die Medizin

Smarte Textilien zur Überwachung der Wundheilung



Der Wundheilungsprozess ist sehr komplex. Jede Wunde ist mit Bakterien versehen; ist die Bakterienanzahl zu hoch, kann dies den Heilungsprozess verlangsamen oder vollends behindern. Unter bestimmten pathologischen Bedingungen wie Diabetes kann es sogar zur Entwicklung chronischer Wunden kommen. Allein in Deutschland leiden an die vier Millionen Menschen dauerhaft an chronischen Wunden. Die Kosten für die GKV belaufen sich auf über vier Milliarden Euro pro Jahr.

Neue Sensoren in Wundauflagen könnten ein effektiveres Monitoring des Wundheilungsprozesses und damit ein frühzeitigeres Erkennen von Wundinfektionen ermöglichen. Dies kann über in Textilien integrierte biochemische, chemische oder physikalische Sensorik erreicht werden. Industrie und Forschung arbeiten bereits in größeren Verbundprojekten an solchen Systemen.

Als Sensoren können z. B. bioresponsive Polymere verwendet werden: Sie reagieren auf biologische Reize wie enzymatische Prozesse mit einer Farbänderung oder der Freisetzung bestimmter Wirkstoffe. Sie können auf die Detektion spezifischer Enzyme „programmiert" und auf der Basis von Hydrogelen in Textilien eingebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, den aktuellen Zustand einer Wunde zu beurteilen und einen entstehenden kritischen Entzündungsprozess sehr frühzeitig zu erkennen.

Weitere Möglichkeiten sind die Anwendung pH-sensibler optischer Fasern oder von Indikatorfarbstoffen. Der Einsatz pH-sensibler optischer Fasern ist z. B. für die Überwachung bettlägerigen Patienten oder Personen mit Dekubitus interessant. Die Fasern detektieren eine Änderung des pH-Wertes des Schweißes im Falle einer Wundbildung. Textilien, versetzt mit einem speziellen Indikatorfarbstoff, können sowohl pH-Wert-Änderungen als auch Analyte wie Amine, Alkohole oder Zucker durch einen Farbumschlag oder Fluoreszenzänderung anzeigen. Das System an sich ist waschbar und reversibel, damit eignet es sich auch für andere Anwendungen wie Sensor-Schutzbekleidung.

Vor der Entwicklung sensorintegrierter textilbasierter Wundauflagen müssen die relevanten, zu überwachenden Wundparameter bestimmt werden, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, pH-Wert oder Redox-Potential. Textilbasierte Lösungen sind für die Überwachung der ersten drei Parameter (Widerstandsthermometer, Kapazitäts- und Widerstandsmessung) möglich. Jedoch gilt es explizit zwischen der Entwicklung für eine trockene und feuchte Wundversorgung zu unterscheiden. So können für die trockene Wundversorgung entsprechende Sensoren in handelsübliche oder neu entwickelte Wundauflagen integriert werden. Für die feuchte Wundversorgung ist die Integration einer textilbasierten Sensoreinheit denkbar.

Smarte Textilien, die heizen oder kühlen

Während Operationen können Patienten, gerade bei längeren Eingriffen, einen erheblichen Wärmeverlust erleiden. Dies kann zu Komplikationen führen. Perioperative textile Patientenwärmesysteme können präventiv gegen Unterkühlungen/Hypothermien bei operativen Eingriffen eingesetzt werden. Vorteil des Wärmesystems ist ein schnelles Aufheizen auf 38° C innerhalb von drei Minuten. Gefertigt wird es aus einem Rundstrickstoff, in den strom- und wärmeleitfähige Garn verarbeitet sind. Dabei besteht jedes Modul aus einer Außenhülle und innenliegenden Heizelementen. Die Außenhülle kann abgenommen und in desinfizierenden Waschverfahren aufbereitet werden. Ebenso können die Heizelemente sterilisiert werden. Damit erfüllt das System, das kaum dicker ist als ein herkömmliches OP-Tuch, die Anforderungen an Hygienerichtlinien für OP-Textilien.

Manchmal ist aber nicht Wärme, sondern Kälte gefragt: Die schnelle Kühlung des Körpers auf 32° C bis 34° C nach einem akuten Herz-Kreislauf-Stillstand oder Schlaganfall kann schwerwiegende Hirnschädigungen vermeiden. Zu diesem Zweck wurde eine mobile, einfach zu bedienende, Notfall-Kühlweste entwickelt, die ohne Stromquelle innerhalb von zwei Minuten einsetzbar ist. Hierbei galt es insbesondere spezielle Anforderungen an die Materialien des textilen Kühlpads zu erfüllen. Mit ersten Produkten ist im Laufen dieses Jahres zu rechnen.
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