Minisonde funkt Daten aus der Blutbahn

Chip in Silikonkapsel könnte die Überwachung von Blutwerten revolutionieren

11.02.2003

Ein Mikrochip mit einer winzigen Antenne, eingehüllt in Silikon: Die neueste Komposition aus den Medizintechnik-Labors der RWTH Aachen könnte die Überwachung von Blutwerten revolutionieren. Die nur zwei Millimeter dicke Sonde wird mit einem minimalen Eingriff gezielt in einem Blutgefäß postiert. Von dort übermittelt sie drahtlos Blutdruck- und Temperaturwerte an eine Lesestation, die am Körper getragen wird.

Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen Sensor-Implantaten, die derzeit entwickelt werden: Das Risiko von Infektionen, Blutgerinnseln und inneren Blutungen ist äußerst gering. Denn es bedarf nur einer winzigen Punktion, um die Sonde in die Blutbahn zu schleusen. In einem Katheterschlauch wird sie bis zu einer Gefäßverzweigung geführt und dann aus dem Schlauch heraus geschoben. Dabei klappen drei elastische Haltebeinchen nach außen, die dafür sorgen, dass die Sonde an der Verzweigungsstelle hängen bleibt. Und dort berührt sie die Gefäßwand nur - ohne diese zu verletzen oder den Blutstrom zu behindern.

Der smarte Sensor entstammt einem Team um den Ingenieur Uwe Schnakenberg vom Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik der RWTH Aachen. Die Idee dazu hatte Professor Thomas Schmitz-Rode von der RWTH-Klinik für Radiologische Diagnostik. Die Forscher wählten als künftigen Einsatzort des Implantats eine hautnahe Arterienverzweigung im Po. Diese ist per Katheter leicht zugänglich und gestattet größtmögliche Nähe zur tragbaren Lesestation. Zudem ist ein eventueller Gefäßverschluss dort harmlos für die Patienten.

Um das Implantat schrittweise zu verbessern, bildeten die Aachener Wissenschaftler die Arterienverzweigung in einem Modell nach, das von einem Glyzerin-Wasser-Gemisch durchströmt wurde. Danach variierten sie Form und Biegsamkeit der aus einem Guss gefertigten Silikonkapsel, bis deren zielgenaue Platzierung stets ohne Zwischenfälle gelang. Als schließlich die dreibeinige Gestalt des Implantats feststand, wurde es biokompatibel beschichtet. Tests bescheinigten ihm eine hohe Blutverträglichkeit, die der von üblichen Gefäßimplantaten, den sogenannten Stents, entspricht.

Das elektronische Herz der Minisonde entwickelte Gerd vom Bögel, Ingenieur am Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg. Vom Bögel nutzte die besondere Kompetenz des IMS bei der Herstellung mikromechanischer Drucksensoren auf Siliziumbasis. Dabei konnte er die Sensorfertigung nahtlos in die hauseigene Chip-Produktion integrieren. Heraus kam ein Mikrochip, der alle Funktionen auf sich vereint: Druck- und Temperaturmessung, Speicherung von Kalibrierungsdaten und die Signalaufbereitung für die drahtlose Übertragung.

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