Zeitungsartikel: "Mini-Sensoren im Ohr ersparen den Patienten die OP"

https://www.saechsische.de/wissenschaft/mini-sensoren-fuer-die-patienten-6026583.html

„Mikroskopisch klein, aber revolutionär: Sensoren für das Mittelohr“

Drucksensoren als Schlüssel zur nicht-invasiven Therapie bei Belüftungsstörungen

Hartnäckige Ohrenschmerzen können meist durch Medikamente gelindert werden. Doch manchmal führen Belüftungsstörungen im Mittelohr zu Hörproblemen und chronischen Krankheiten, die eine Operation erfordern. Laut Thomas Zahnert, Professor und Direktor der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (HNO) am Universitätsklinikum Dresden, sind diese Operationen jedoch nicht immer erfolgreich, besonders wenn Gehörknöchelchen oder Trommelfell ersetzt werden müssen und die Belüftungsstörung weiterhin besteht.

Ein innovativer Ansatz könnte Abhilfe schaffen: Ein Sensor, der den Luftdruck nach einer Operation zeitweise misst und Ärzten sowie Ärztinnen signalisiert, wann die Belüftung verbessert werden muss. Bisher war dieses Vorgehen jedoch zu riskant und nur schwer umsetzbar, da eine Messung nur mittels verkabelter Sensoren möglich sei, die durch das Trommelfell gestochen werden müssten. Außerdem würde dies eine weitere Operation für die Entfernung der Sensoren erfordern. Daher entwickeln Forscher des Fachgebietes Bioelektronik am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden gemeinsam mit der Universitäts-HNO-Klinik einen implantierbaren Sensor, der sich biologisch abbaut und direkt im Ohr den Druck misst, berichtet Thomas Zahnert.

Dazu hat Klara Hänisch nun einen bedeutenden Fortschritt erzielt. Im Rahmen eines geförderten Forschungsprojekts von 2019 bis 2022 wurde ein Mini-Sensor auf Gelatinesubstrat entwickelt, der zwei mal vier Millimeter groß ist. Er misst den Druck hinter dem Trommelfell und überträgt die Daten drahtlos nach außen. Bisherige Studien zeigen, dass der Sensor den Druck im Bereich von plus/minus 70 Millibar unterscheiden kann, was für das Mittelohr ausreichend ist. Für die Entwicklung des Sensors und die Verbesserung dessen Oberfläche wurde ein runder Vakuumdampfer in einem Reinraumlabor am Hermann-Krone-Bau eingesetzt.

Klara Hänisch erklärt, dass winzige Spulen im Sensor integriert werden, um eine drahtlose Kommunikation zu ermöglichen. Aufgrund seiner kompakten Bauweise kann der Sensor direkt ins Mittelohr implantiert werden und löst sich nach einigen Wochen im Ohr selbst auf, ohne Komplikationen zu verursachen. Die Sensorkontakte aus Gold sind biokompatibel und verursachen keine Allergien.

Zukünftige Forschungen könnten auch kostengünstigere, biologisch abbaubare Materialien wie Magnesium untersuchen. Die Entwicklung solcher Sensoren stellt jedoch Herausforderungen dar, wie geringe Druckänderungen im Ohr und die Integration von Chips zur lokalen Auswertung der Sensordaten.

Trotz dieser Hürden ist Physikprofessor und Direktor des Instituts für Angewandte Physik Karl Leo optimistisch. Ein bedeutender Schritt ist gemacht, aber es wird noch bis 2030 dauern, bis der Sensor in Operationen eingesetzt werden kann. Laut Facharzt Zahnert soll es sogar noch bis 2040 dauern, da der Einsatz solcher Entwicklungen lange und umfangreiche Zulassungsverfahren erfordert. Das Else-Kröner-Fresenius-Zentrum fördert die Forschung mit 200.000 Euro, um solche innovativen Produkte schneller zur Patientenversorgung zu bringen.

Währenddessen arbeiten die Forscher auch an weiteren Anwendungen, etwa für abbaubare Sensoren nach Darm-, Herz- und Gehirnoperationen, und entwickeln neue Transistortechnologien für drahtlose Kommunikation und neuronale Netzwerke, die die Datenanalyse und Patientenversorgung verbessern sollen.