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Druckmessstrumpf für Diabetiker schützt vor schmerzhafter Wundbildung

Smartes Textil mit integrierten Elastomersensoren 

57/2015

Bei Diabetikern ist das Temperatur- und Druckempfinden in den äußeren Gliedmaßen im Vergleich zum gesunden Menschen nicht mehr gut ausgebildet. Die natürlichen Körpersignale werden nicht wahrgenommen, was zu Wundbildung und im schlimmsten Fall zur Amputation von Zehen und des ganzen Fußes führen kann. Durch Integration eines flexiblen Sensorsystems in ein Textil ist es Wissenschaftlern am Fraunhofer ISC in Würzburg gelungen, einen Messstrumpf zu entwickeln, der Diabetiker-Patienten vor zu hohen Druckbelastungen schützen soll.

 

Deformationen werden als Veränderung der elektrischen Kapazität sichtbar

 

Bei gesunden Menschen sorgen die Nervenbahnen dafür, dass bei längerem Stehen das Gewicht automatisch von einem Fuß auf den anderen verlagert wird. Aufgrund von Durchblutungsstörungen realisieren Diabetiker eine Überbelastung von Zehen, Fersen oder Ballen meist nicht. Unbemerkt können Druckgeschwüre entstehen. Schon kleine unebene Stellen oder der Druck des Schuhs auf den Fuß führen häufig zu offenen Wunden oder Schädigungen des Gewebes. Abhilfe kann ein Spezial-Strumpf mit integrierten Sensoren bringen, der in einem Verbundvorhaben mit Fraunhofer Forschern und Industriepartnern entwickelt wurde. Die Wissenschaftler integrierten insgesamt vierzig sehr dünne, dielektrische Elastomersensoren in das textile Gewebe und sind somit in der Lage, die Druckverteilung am Fuß des Patienten zu messen. Die Sensoren bestehen aus einer stark dehnbaren, weichen und beidseitig mit hochflexiblen Elektroden aus Graphit beschichteten Silikonfolie. Bei Verformungen verringert sich die Dicke der Folie, was die Wissenschaftler als Veränderung der elektrischen Kapazität messen können.

 

"Bisherige Systeme sind als Einlegesohlen auf dem Markt erhältlich. Sie messen aber nur die Druckverteilung an der Unterseite des Fußes. Unsere Sensoren sind an der Strumpfsohle, der Ferse, dem Fußspann und dem Knöchel angebracht und zeichnen die Signale daher dreidimensional auf. Das gab es bislang noch nicht", erläutert Dr. Bernhard Brunner (Wissenschaftler am Fraunhofer ISC)

 

Die Messsignale werden durch leitfähige Fäden an eine drahtlose Elektronik geleitet und verarbeitet. Da der Strumpf ingesamt vierzig kapazitive Sensoren enthält, können die Deformationen in einem sehr breiten Wertebereich mit hoher Auflösung erfasst werden. Ein ASIC-Chip nimmt die Messdaten auf und mit einem Controller können die Daten per Funk an ein Smartphone geschickt werden. Der Patient erhält ein Signal und kann daraufhin seine Position entsprechend ändern. Um den Komfort beim An- und Ausziehen des Strumpfes zu erhöhen, sind die Sensoren von zwei Stofflagen umgeben. Aufgrund der kostengünstigen Herstellbarkeit des Messsystems mit den üblichen Serienverfahren, soll der Strumpf nicht mehr kosten als € 250 und daher auch Anwendung finden können in anderen Anwendungsfeldern. Beispielsweise könnte er zur Verbesserung der Fußhaltung und des Laufstils bei Langstreckenläufern dienen. Aufgrund des hohen Marktpotenzials haben die Wissenschaftler die Entwicklung bereits zum Patent angemeldet. 

 

www.isc.fraunhofer.de

 

 

 

Bild: Messedemonstrator des Druckmessstrumpf mit integrierten Elastomersensoren ohne äußere Textillage (Quelle: Fraunhofer ISC)

 

 

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