E-Skin: Gold als digitale Gesundheitsüberwachung – Gefahr oder Nutzen?

E-Skin - Quelle: TAKAO SOMEYA GROUP, UNIVERSITY OF TOKYO
Die elektronische Haut – Quelle: TAKAO SOMEYA GROUP

E-Skin: Die elektronische Haut. Japanische Wissenschaftler der University of Tokio arbeiten seit vielen Jahren an der weiteren Nutzbarkeit unserer Haut. Laut einem Bericht des Indian Express haben sie nun einen hypoallergenen, elektronischen Sensor entwickelt, der auf der Haut getragen werden kann. Mit ihm kann die Gesundheit des Trägers über die Haut erfasst werden. Spüren tut der Proband vom E-Skin-Tattoo kaum etwas. Die elastischen Elektroden, die aus atmungsaktiven nanoskaligen Maschen bestehen, lassen die Haut wie auch bei jedem Tattoo mit Farbe atmen und sind hauchdünn.

E-Skin-Tattoo ist abwaschbar

Die Elektroden enthalten ein wasserlösliches Polyvinylalkohol (PVA) und bekommen eine Goldschicht – Beides Materialien, die als sicher und biologisch verträglich mit dem Körper gelten. „Wir haben herausgefunden, dass Anwendungen, die für eine Woche oder länger für eine kontinuierliche Überwachung getragen werden können, für den praktischen Einsatz im medizinischen und sportlichen Bereich benötigt wurden“, so Takao Someya, Professor an der Universität Tokio.

Das E-Skin-Tattoo kann durch Sprühen einer winzigen Wassermenge aufgetragen werden. Die PVA-Nanofasern lösen sich auf und bilden nach dem Trocknen einige hundert millionstel Millimeter dünne hohle Fäden, die sich auf der Haut festkleben. An diese Fäden werden Goldpartikel angebracht, die sich wie ein Netz über die PVA-Nanofasern setzen. Gleichzusetzen mit dem Abdruck eines Fingers, passen sie die Schaltkreise an alle Erhebungen der Haut an.

Neben der medizinischen Anwendung verspricht E-Skin eine kontinuierliche, präzise Überwachung der physiologischen Signale der Athleten im Sport beziehungsweise Patienten im medizinischen Bereich, ohne die Leistung oder die Genesung zu beeinträchtigen.

Für die Studie, detailliert verfasst in der Zeitschrift Nature Nanotechnology, führte das Team einen E-Skin-Tattoo-Test an 20 Probanden durch. Erkenntnis war, dass die Anwendung nach einer Woche des Tragens keine Entzündungen auf der Haut der Teilnehmer verursachte und dass die Agilität auch nach 10.000mal Biegen und Dehnen von einem am Zeigefinger angebrachten Leiters nicht beeinträchtigt wurde.

Die Messungen der E-Skin sind vergleichbar mit gewöhnlichem Elekrodengel. Laut den Forschen wird „es möglich sein, die Vitalfunktion der Patienten zu überwachen, ohne Stress oder Unannehmlichkeiten zu verursachen“.

Überwachung über das Krankenbett hinaus?

Die Frankfurter Allgemeine schreibt zum Thema E-Skin:

Die Applikationen sind zwar grundsätzlich abwaschbar, trotzdem sollen wir, wenn es nach den japanischen Wissenschaftlern geht, unsere Haut dauerhaft damit für ein Langzeitmonitoring zupflastern. Gespickt mit entsprechenden Halbleiterelementen und E-Skin-Sensoren, sollen möglichst viele Vitaldaten aus unserem Körper erfasst und kabellos übertragen werden – von der Muskelspannung über Puls und Temperatur bis bin zu Hirnströmen. Und wieso, fragte John Rogers von der Northwestern University in seinem Kommentar, sollte man auf die Art nicht auch andere innere Organe mit den hohlen Goldspaghetti bestücken – in der Hoffnung, auf diese Weise nicht nur Daten, sondern auch Körperflüssigkeiten ein oder -abzuleiten? Als unvergängliche Bauteile quasi, die sich wie eine Frischhaltefolie über die Organe legen und die Datenclouds füttern.

Und genau diese Fütterung der Datenclouds kann zum Beispiel von Krankenkassen ausgenutzt werden und bietet für den Patienten Gefahr, zu sehr überwacht beziehungsweise auch manipuliert zu werden. So weit die Forschung auch ist und die positiven Aspekte im Vordergrund stehen, bietet auch dieser Fortschritt eine Plattform, die ausgenutzt werden an. Denn aus einer Woche kann in naher Zukunft ein dauerhaftes Tragen werden. Wie im Beispiel einer schwedischen Firma, die ihren Mitarbeitern Mikrochips implantiert. Mit dem Chip sollen sich Türen öffnen lassen, das Bezahlen in der Cafeteria erleichtern – nicht mehr. Und dennoch bietet es eine lückenlose Überwachung des Trägers. Nicht auszumachen, was möglich erscheint, wenn auch noch die körperlichen Daten zur permanenten Verfügung stehen.

Gold soll der Medizin helfen

Gold gewinnt in der Biomedizin immer mehr an Relevanz. Der Grund hierfür liegt in seinen wertvollen und vielfältigen Eigenschaften. Gold verbindet sich optimal mit anderen Metallen. Es korrodiert nicht und lässt sich nur von wenigen Säuren angreifen. Es löst nur in Einzelfällen Allergien aus. Bakterien haben keine Chance auf Gold zu entstehen oder zu überleben. Es ist toxikologisch unbedenklich.

In der Diagnostik wird die lichtabsorbierende Eigenschaft (Absorption) von Gold-Nanopartikel zum Nachweis von Biomolekülen genutzt. Bereits heutzutage genutzt werden Edelmetallteilchen in der In-Vitro-Analyse für Schwangerschafts-, Kokain- oder sogar schon HIV-Schnelltests. Für letzteres wird sogar ein Test über das Smartphone entwickelt. Auch in der Onkologie erhofft man sich große Fortschritte in der Diagnostik und sogar in der Behandlung von Krebs.

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