Ein Forschungsteam der University of Arizona hat ein neuartiges, 3D-gedrucktes Wearable entwickelt, das die Gesundheitsüberwachung auf ein neues Niveau heben könnte. Das Gerät kommt laut einer Mitteilung der Universität ohne Klebstoff aus, misst kontinuierlich gasförmige Emissionen über der Haut und kann dabei helfen, Zustände wie Dehydration, Stoffwechselveränderungen und Stress frühzeitig zu erkennen. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Konventionelle Wearables setzen in der Regel auf Hautkontakt mit klebenden Sensoren, was jedoch die Nutzungsdauer und Datengenauigkeit einschränkt. Die natürliche Hauterneuerung führt zu Ablösungen und Funktionsverlusten. Der neue Sensor des Forschungsteams um Professor Philipp Gutruf hingegen basiert auf einer völlig anderen Herangehensweise: Er wird als kleiner, 3D-gedruckter Ring um den Unterarm getragen und misst kontinuierlich die Konzentrationen von Gasen, die durch die Haut emittiert werden – ohne direkten Hautkontakt.
„Unsere Sensorik überwindet die Einschränkungen durch Hauterneuerung, weil sie Gase über der Haut misst und nicht auf klebende Verbindungen angewiesen ist“, erklärt Gutruf, Mitglied des BIO5 Institute und Professor für Biomedizinische Technik. Das Gerät vergleicht die Emissionen direkt mit der Umgebungsatmosphäre und erkennt damit auch kleinste Abweichungen.
Anwendungsmöglichkeiten im Sport, Alltag und bei chronischen Erkrankungen
Das Wearable ist besonders für den Einsatz im Sport- und Gesundheitsbereich interessant. Während Trainingseinheiten kann es Aufschluss über den Flüssigkeitshaushalt oder die Belastungsintensität geben. Ebenso könnte es bei der frühzeitigen Erkennung von psychischem Stress oder chronischen Erkrankungen wertvolle Dienste leisten. Da keine sichtbaren Schweißproben nötig sind, ist die Nutzung auch im Alltag problemlos möglich.
David Clausen, Hauptautor der Studie und Doktorand im Gutruf-Labor, ergänzt:
„Unser Design ist stabil gegenüber alltäglichen Bewegungen und Umweltveränderungen. Wir können kontinuierlich über mehrere Tage hinweg Daten erfassen, ohne das Gerät aufladen zu müssen.“
Dank Bluetooth-Funktion lassen sich die gesammelten Daten sicher auf Smartphones oder Computern übertragen. Im Gegensatz zu vielen heutigen Systemen, die nur Momentaufnahmen liefern, ermöglicht der neue Sensor eine vollständige Langzeitüberwachung.
Das Forschungsteam plant bereits die Weiterentwicklung des Systems: Neben der Ausweitung auf weitere Biomarker sollen künftig auch datenanalytische Verfahren integriert werden, um personalisierte Gesundheitsanalysen bereitzustellen.
Veröffentlicht wurden die Forschungsergebnisse im Nature-Magazine unter dem Titel „Wearable continuous diffusion-based skin gas analysis„.
Zukunft der Gesundheitsüberwachung: Was denken Sie?
Die Entwicklung des neuen 3D-gedruckten Wearables zeigt, welches Potenzial in kontaktlosen, langfristig tragbaren Sensorsystemen steckt. Besonders im Sport- und Gesundheitsbereich könnten solche Innovationen helfen, Zustände wie Stress oder Dehydration frühzeitig zu erkennen – ganz ohne Einschränkungen im Alltag.
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