Die leitfähigen Polymere werden auf handelsübliches Abziehbild-Papier gedruckt und ergeben so die Tattoo-Elektroden.

Foto: Lunghammer - TU Graz

Graz/Pisa – Bei punktuellen Elektrokardiographie-Untersuchungen bleiben bestimmte Symptome oftmals verborgen. Mit Langzeit-EKG-Messungen hingegen können beispielsweise gefährliche Herzrhythmusstörungen aufgedeckt werden. Die Elektroden, die über dicke Gel-Polster am Körper angebracht werden und über Kabel mit einem Aufzeichnungsgerät verbunden sind, werden allerdings oftmals als unangenehm empfunden. Forscher in Italien und der TU Graz haben nun hauchdünne, flexible Elektroden entwickelt, die wie Tattoos auf die Haut geklebt werden.

Das sogenannte Langzeit-EKG misst die elektrische Herzaktivität über einen längeren Zeitraum unter Alltagsbedingungen. Das ermöglicht dem Arzt die Diagnose von wiederkehrenden Störungen. Heute kommen dafür vorzugsweise Gel-Elektroden, welche die elektrischen Impulse des Herzens übertragen, zum Einsatz, teilte die TU Graz mit. Patienten empfinden das oftmals als wenig komfortabel. Kritisiert wird von Anwendern auch, dass die Elektroden verrutschen, oder sich von der Klebestelle lösen.

Auch Muskelaktivität kann gemessen werden

Francesco Greco vom Institut für Festkörperphysik der TU Graz hat im Forschungsjournal "Advanced Science" mit Kollegen vom Instituto Italiano di Tecnologica Pontedera, der Universita degli Studi in Mailand und der Scuola Superiore S. Anna in Pisa eine verfeinerte Methode der elektrischen Impulsübertragung vom Menschen auf das Messgerät vorgestellt. Sie soll laut den Forschern auch zur Messung von Muskelaktivität (Elektromyografie, EMG) eingesetzt werden können.

Die Elektroden, die die Herztätigkeit überwachen, sind leitfähige Polymere, die wie ein Kinder-Tattoo als hauchdünnes Pflaster auf die Haut aufgebracht werden können. Sie werden im Tintenstrahldruck-Verfahren auf handelsübliches, dehnbares Tattoo-Papier gedruckt und können als Einzelelektroden oder in Multielektroden-Anordnungen eingesetzt werden. Auch die zur Signalübertragung notwendigen Verbindungen sind bereits in diese Sensoren auf "Sticker"-Basis" integriert.

Löcher durch Haarwachstum

Die italienisch-österreichische Forschergruppe hat auch die Qualität der Übertragung der Tattoo-Elektroden, die kaum einen Mikrometer dick sind, untersucht. Dabei wurden einwandfreie Übertragungen von bis zu drei Tagen erreicht. Es habe sich auch gezeigt, dass selbst eine Perforation des elektronischen Tattoos durch das Haarwachstum die Leistungsfähigkeit des Sensors und die Signalübertragung nicht beeinträchtigte.

Vonseiten internationaler biomedizinischer Unternehmen bestünde laut Greco bereits konkretes Interesse an der Entwicklung marktfähiger Produkte. Mit den bisherigen Ergebnissen geben sich die Forscher allerdings noch nicht zufrieden: "Wir arbeiten an der Entwicklung von drahtlosen Tattoo-Elektroden mit integriertem Transistor, die es ermöglichen würden, Signale sowohl zu empfangen, als auch zu senden", wie Greco schilderte. Dann könnten elektrische Impulse nicht nur gemessen, sondern ganz gezielt auch Körperregionen stimuliert werden. (APA, red, 28.3.2018)