Intelligentes Pflaster für Remote-Monitoring der Schwangerschaft

Mit Hilfe von neuartigen Wearables und Smart Textiles wollen Forschende im EU-geförderten Projekt Newlife ein dauerhaftes geburtsmedizinisches Monitoring im Alltag ermöglichen und so mehr als nur Momentaufnahmen des Zustands einfangen. Ein Ziel des Konsortiums aus 25 Partnern ist es, ein biokompatibles, dehnbares und flexibles Patch zu entwickeln, um den Verlauf der Schwangerschaft und die Entwicklung des Embryos kontinuierlich zu überwachen. Ähnlich wie ein Pflaster soll das Patch auf der Haut der schwangeren Person angebracht werden, mittels miniaturisierter Sensoren (z. B. Ultraschall) permanent Vitaldaten aufzeichnen und via Bluetooth an ein Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, übermitteln.

Am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikroelektronik IZM bringt das Team rund um Christine Kallmayer diese Technologie zur anwendungsbezogenen Umsetzung und profitiert dabei von langjähriger Erfahrung mit Integrationstechnologien in flexible Materialien. Beim integrierten Patch setzen die Forschenden auf thermoplastische Polyurethane als Basismaterialien, in die Elektronik und Sensorik eingebettet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Tragegefühl einem handelsüblichen Pflaster entspricht statt einer starren Folie. Damit das geburtsmedizinische Monitoring unmerkbar und bequem für Schwangere und das Ungeborene verläuft, plant das Projektkonsortium Ultraschallsensoren auf MEMS-Basis direkt in das PU-Material zu integrieren. Über unmittelbaren Hautkontakt sollen die miniaturisierten Sensoren Daten aufnehmen. Dehnbare Leiterbahnen aus TPU-Material sollen die Informationen dann zur Auswerteelektronik und schließlich zu einer drahtlosen Schnittstelle weiterleiten, sodass Ärzte und Hebammen alle relevanten Daten in einer App einsehen können. Zusätzlich zum Ultraschall planen die Forschenden, weitere Sensoren wie Mikrofone und Temperatursensoren sowie Elektroden einzubauen.

Anwendung nach der Geburt

Mit weiteren Demonstratoren will das Newlife-Team das Monitoring von Neugeborenen ermöglichen. Sensoren für kontinuierliches EKG, Überwachung der Atmung und Infrarot-Spektroskopie zur Beobachtung der Gehirn-Aktivität sollen in das weiche Textil eines Baby-Bodys und eines Mützchens integriert werden. „Besonders für Frühchen und Neugeborene mit gesundheitlichen Risiken ist das Remote-Monitoring eine sinnvolle Alternative zum stationären Aufenthalt und kabelgebundener Überwachung“, erklärt die Projektverantwortliche am Fraunhofer IZM Christine Kallmayer.