Von der Natur abgeschaut
EKG-Sensoren kopieren Insekten

Für neue Herzfrequenz-Sensoren haben Forscher die ­Struktur von Insektenfüsschen nachgebaut. Dadurch haften die Sensoren auf der Haut und sind trotzdem bequem zu tragen.
Publiziert: 24.01.2018 um 19:12 Uhr
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Aktualisiert: 12.09.2018 um 19:05 Uhr
Mario Nowak

Sensoren für Untersuchungen der Herzfrequenz sind unbequem zu tragen – sie verursachen oft Hautreizungen oder gar allergische Reaktionen. Denn sie müssen mit Klebstoff am Körper befestigt werden. Das macht die Sensoren un­geeignet für Langzeitmessungen, etwa, um sporadisch auftretende Herzrhythmusstörungen wie Vorhofflimmern zu überwachen.

Neuartige Sensoren kleben ohne Klebstoff

Nun haben Zürcher ­Ingenieure einen neuen Sensor für solche Elektrokardiogramme (EKG) entwickelt, der ganz ohne Klebstoff auskommt und dennoch auf der Haut haftet. Als Vorbild dafür dienten Heuschrecken. Diese können dank mikroskopisch kleinen Zäpfchen an ihren Füssen Wände hochkrabbeln – sie kleben wie mit Saugnäpfen fest. Diesen Haftmechanismus haben die Forscher im Labor nachgebaut.

«Die Sensoren fallen nicht ab, wenn sich der ­Patient bewegt», sagt Flurin Stauffer, Bioelektroniker an der ETH Zürich. In Tests seien sie sogar bei sportlichen Akti­vitäten wie Rennen und Schwimmen kleben geblieben. Und: Trotz der heftigen Bewegungen konnten die Forscher die Herzfrequenz präzise messen.

Unbequem und ­ungeeignet für Langzeitbeobachtungen: Bisherige Sensoren für Herzfrequenzmessungen werden oft mit Klebstoff ­befestigt.
Foto: Getty Images
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Möglich macht dies ein Silikon­gummi, in den winzige Silberpartikel eingelassen sind. Das Metall stellt den elektrischen Kontakt für die Messung sicher, auch wenn der Gummi gedehnt wird. Auf der Haftseite des Sensors befinden sich rund zwei Millionen mikroskopisch kleine, pilzförmige Zäpfchen – dem natürlichen Vorbild der Heuschreckenfüsse nachempfunden.

Jedes einzelne Zäpfchen übt mit seiner Oberfläche eine winzige Anziehungskraft aus. In der Summe haften sie dadurch stark auf der Haut – ähnlich wie die Füsschen der Insekten an einer Wand.

Laut den Forschern könnten nicht nur Herz­patienten von der Entwicklung profitieren, auch für Leistungssportler sei der Sensor interessant, sagt Stauffer. «Gerade bei sportlichen Aktivitäten wie Schwimmen sind exakte EKG-Mes­sungen schwierig.» Die Forschungsgruppe hat ­bereits eine Spin-off-Firma ­gegründet. Diese will den Heuschrecken-Sensor nun auf den Markt bringen.

Produced by: higgs

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