Medizintechnik 12.03.2024, 07:00 Uhr

Schutz vor Wundliegen: Forschende der EMPA finden Lösung

Die Haut ist ein sensibles Organ. Sie zu lange an ein- und derselben Stelle zu belasten, kann Schäden verursachen. Betroffen von Wundliegen sind häufig Menschen, die ohnehin schon schwer erkrankt sind. Forschende der Empa haben eine Lösung davor gefunden.

Forschender hält Prototyp einer Matratze für Neugeborene mit Sensoren in der Hand.

Forschende an der Empa haben Lösungen gefunden, um die Haut von Patientinnen und Patienten besser zu schützen – mithilfe von Sensoren und speziellen Matratzen.

Foto: Empa

Im Schlaf drehen wir Menschen uns zwischen 30- bis 80-mal. Das ist normal und unterstützt Muskeln, Sehnen, Knochen und Gelenke bei der Kräftigung. Zugleich sind die nächtlichen Bewegungen auch positiv für die Haut. Dieses sensible Organ kommt nicht gut damit zurecht, wenn über längere Zeit zu viel Druck auf derselben Stelle lastet. Dann kommt es nach einiger Zeit zu sogenannten Druckverletzungen. Nun gibt es Menschen, die sich nicht von alleine bewegen können oder bettlägerig sind. Dazu zählen zum Beispiel Neugeborene im Krankenhaus, ältere Menschen und solche, die im Rollstuhl sitzen. Gerade für sie ist eine regelmäßige Bewegung enorm wichtig. Ist diese nicht gewährleistet, entstehen schnell Wunden, Infektionen und Schmerzen.

Winzige Federn lassen Mikroroboter lebendig werden

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
MB Global Engineering GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter Elektrotechnik (m/w/d) MB Global Engineering GmbH & Co. KG
Darmstadt Zum Job 
Nitto Advanced Film Gronau GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) im Bereich Maschinen- und Anlagentechnik Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Städtische Wohnungsgesellschaft Eisenach mbH-Firmenlogo
Bauingenieur Hochbau / Architekt (m/w/d) Städtische Wohnungsgesellschaft Eisenach mbH
Eisenach Zum Job 
IT-Consult Halle GmbH-Firmenlogo
Trainee SAP HCM / Personalwirtschaft (m/w/d) IT-Consult Halle GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
Regierungspräsidium Freiburg-Firmenlogo
Bachelor / Dipl. Ing. (FH) (w/m/d) der Fachrichtung Wasserwirtschaft, Umwelt, Landespflege oder vergleichbar Regierungspräsidium Freiburg
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Dorsch Gruppe-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Tragwerksplanung mit Perspektive auf Fachbereichsleitung Dorsch Gruppe
Wiesbaden Zum Job 
Clariant SE-Firmenlogo
Techniker* für Automatisierungstechnik Clariant SE
Oberhausen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Projektingenieur für Brückenbau / Tunnelbau / Ingenieurbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieurin oder Bauingenieur in der Schlichtungsstelle (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 
Big Dutchman International GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker / Meister (m/w/d) Big Dutchman International GmbH
BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwickler / Konstrukteur für die Verdichterentwicklung (m/w/x) BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG
Großenhain Zum Job 
Griesemann Gruppe-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik / Prozessingenieur (m/w/d) Griesemann Gruppe
Wesseling, Köln Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Fachingenieur Netzbetrieb Strom (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.-Firmenlogo
COO (m/w/d) über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.
Norddeutschland Zum Job 
Hamburger Wasser-Firmenlogo
Ingenieur/Referent (m/w/d) Vergabe Ingenieur-/ Bauleistungen Hamburger Wasser
Hamburg Zum Job 
Möller Medical GmbH-Firmenlogo
Industrial Engineer (m/w/d) Möller Medical GmbH
THU Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
W2-Professur "Elektrifizierte Fahrzeugantriebssysteme" THU Technische Hochschule Ulm
MÜNZING CHEMIE GmbH-Firmenlogo
Prozessoptimierer (m/w/d) für die chemische Industrie MÜNZING CHEMIE GmbH
Elsteraue Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur - Fernwärme/Energietechnik (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 

Forschende von der Empa in der Schweiz haben herausgefunden, dass manche Erkrankungen durch Druckverletzungen, die durch falsches Liegen entstehen, sogar noch schlimmer werden können. Sie sehen die Lösung daher vor allem in der Prophylaxe. Wenn Schäden an der Haut erst gar nicht entstehen, würde dies nicht nur den Patientinnen und Patienten weniger Schmerzen bereiten, sondern auch eine hohe Summe Gesundheitskosten einsparen.

Matratze für Neugeborene, die sich anpasst

Es gibt bereits einige sinnvolle Hilfsmittel wie Wechseldrucksysteme, die den Druck in Matratzen verändern. Die meisten Lösungen für Erwachsene konzipiert. Nun hat sich eine Forschergruppe nicht nur mit diesen Patientinnen und Patienten beschäftigt, sondern auch mit Neugeborenen. Grundsätzlich sei die Haut eines Säuglings ebenso empfindlich wie die eines älteren Menschen. Dennoch unterscheiden sich die Ansprüche der Haut je nach Alter. Neugeborene, die zum Beispiel auf einer Intensivstation behandelt werden, haben eine ganz besonders empfindliche Haut, über die sowohl Wärme als auch Flüssigkeit verloren geht. Die Haut von Erwachsenen reagiert besonders empfindlich auf Reibung, das Gewebe, auf dem sie liegt und wie atmungsaktiv es ist. Hier sind es also vor allem Textilien, die im Mittelpunkt stehen.

Für Neugeborene haben sich die Forschenden deshalb mit einer besonderen Matratze beschäftigt. Das Gewicht der kleinen Menschen ist sehr unterschiedlich, ebenso auch die Erkrankungen. Um eine optimale Liegefläche zu finden, betrachteten die Forschenden vor allem die einzelnen Druckverhältnisse an den verschiedenen Körperstellen von Neugeborenen. „Unsere Drucksensoren haben gezeigt, dass Kopf, Schultern und untere Wirbelsäule die Zonen mit dem größten Risiko für Druckstellen sind“, sagt Simon Annaheim vom Biomimetic Membranes and Textiles-Labor in St. Gallen.

Drucksensoren in Matratze soll helfen

Auf Basis der Ergebnisse entwickelte das Forscherteam um Simon Annaheim eine luftgefüllte Matratze mit verschiedenen Kammern. In drei davon befinden sich Drucksensoren und ein Mikroprozessor. Dadurch kann die Matratze mithilfe einer elektronischen Pumpe optimal befüllt werden – und zwar jede einzelne Kammer für sich. Die Matratze besteht zudem aus einer flexiblen Polymermembran und aus mehreren Schichten. Das hautschonende Gewebe weist zudem keine Kanten auf.

Mehr zum Thema Sensoren in der Medizintechnik:

Inzwischen gibt es einen Prototyp der Matratze, auf dem Neugeborene bereits liegen konnten. Die Ergebnisse zeigten, dass diese besondere Matratze im Vergleich zu einer herkömmlichen Schaumstoffmatratze den Druck auf die Körperstellen, die besonders gefährdet sind, um bis zu 40 Prozent reduzieren konnte. Nach dieser ersten Pilotstudie ist schon eine größer angelegte Studie geplant. Das Kinderkrankenhaus Zürich hat bereits Kooperationsbereitschaft gezeigt.

Sensoren im Gewebe sollen Erwachsenen helfen

Während es für die Kleinsten eine besondere Matratze ist, die Abhilfe schaffen soll, könnten es für Erwachsene intelligente Sensoren sein. Mit ihrer Hilfe ließen sich möglicherweise die Risiken eines Gewebeschadens reduzieren. Denn im Gegensatz zu gesunden Menschen fehlt zum Beispiel Koma-Patientinnen und -Patienten oder auch Menschen mit Querschnittslähmung ein Reflex, der bei Sauerstoffmangel im Gewebe eine Bewegung auslöst. Wer allerdings längere Zeit in gleicher Position liegt, bei dem lastet der Druck des Körpers auf den gleichen Stellen, was zu Durchblutungsstörungen und gleichzeitig auch zu einer Sauerstoffunterversorgung des Gewebes führen kann. Daraus entstehen dann schnell sogenannte Dekubitus-Gewebeschäden.

Gemeinsam mit Fachleuten der Universität Bern, der Fachhochschule OST und der Bischoff Textil AG in St. Gallen entwickelten die Empa-Forschenden ein Sensorsystem aus smarten Textilien. „Die hautverträglichen textilen Sensoren enthalten zwei verschiedene funktionelle Polymerfasern“, sagt Luciano Boesel vom Biomimetic Membranes and Textiles-Labor in St. Gallen. Gemeinsam mit dem Team kombinierte er Druck-sensitive Fasern mit lichtleidenden Polymerfasern, die eine Sauerstoffmessung ermöglichen. Sobald nun der Sauerstoffgehalt in der Haut sinkt, senden die Sensoren ein Signal, das ein steigendes Risiko für Gewebeschäden entsteht. Sowohl Patientin und Patient oder auch das Pflegepersonal können diese Daten direkt erhalten, sodass unmittelbar eine Reaktion möglich ist. Die Forschungsergebnisse entstanden im Rahmen des Projekts „ProTex“ und die Forschenden haben bereits Patente auf ihre Entwicklungen erhalten. „Die Erkenntnisse und Technologien aus ProTex werden künftig weitere Anwendungen im Bereich der tragbaren Sensorik und der smarten Kleidung ermöglichen“, sagt Boesel.

Ein Beitrag von:

  • Nina Draese

    Nina Draese hat unter anderem für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.