Ein Forscherteam der Tufts University, des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Technischen Universität München hat einen innovativen, nicht-invasiven Sensorflicken entwickelt, der die Überwachung von Frühgeborenen auf neonatologischen Intensivstationen grundlegend verändern könnte. Die Ergebnisse der Studie sind kürzlich in der Fachzeitschrift ACS Sensors erschienen. Der federleichte, seidenbasierte Verband ermöglicht die gleichzeitige und schmerzfreie Erfassung von vier lebenswichtigen Gesundheitsparametern: Temperatur, pH-Wert, Natrium und Glukose. Die Technologie nutzt die physiologische Eigenschaft unreifer Haut aus, die bei Frühgeborenen zu einem erhöhten Verlust von Interstitialflüssigkeit führt. Anstatt dieser Verwundung wird so ein diagnostischer Vorteil gewonnen. Der Sensor besteht aus mehreren, nur Bruchteile eines Millimeters dicken Schichten. Eine Unterlage aus Seidenfibroin stabilisiert die empfindlichen biologischen Moleküle und Enzyme, wodurch das Pflaster kühlkettentlos und stabil lagerfähig ist. Eine wachsgedruckte Papierschicht fungiert als mikrofluidisches System, das minimale Flüssigkeitsmengen zu den Sensordotter leitet. Eine wasserdichte medizinische Klebeschicht schützt das System vor der feuchtwarmen Inkubatorumgebung und passt sich flexibel der Babyhaut an. Bei Kontakt mit Hautflüssigkeit verändern speziell beschichtete Farbpunkte je nach Analytkonzentration ihre Farbe. Da optische Farbwechsel unter variierenden Lichtverhältnissen in klinischen Umgebungen schwer zuverlässig zu interpretieren sind, kommt ein speziell trainiertes KI-Modell zum Einsatz. Die künstliche Intelligenz korrigiert automatisch Beleuchtungs- und Blickwinkelabweichungen und wandelt die visuellen Signale präzise in klinisch verwertbare Werte um. Die Genauigkeit liegt bei kritischen Vitalparametern über 91 Prozent, bei der Erkennung von Unterzuckerung sogar bei über 98 Prozent. Die gleichzeitige Beobachtung mehrerer Parameter liefert Ärzten ein umfassenderes Bild des klinischen Zustands, als es einzelne Messwerte je liefern könnten, und erfasst schleichende Gesundheitsveränderungen, bevor sie zu Notfällen werden. Experten betonen den praktischen Nutzen der Entwicklung. Benjamin Schubert vom Helmholtz Zentrums München erläutert, dass das System das Labor nicht ersetze, sondern die Lücke zwischen den einzelnen Blutabnahmen schließe. Fiorenzo Omenetto von der Silklab der Tufts University weist darauf hin, dass der Sensor weder Nadeln noch Kabel oder elektronische Komponenten benötige, was unnötigen Stress für die empfindlichen Neugeborenen vermeide. Anne Hilgendorff von Helmholtz München und der LMU München unterstreicht, dass das System konsequent an die Bedürfnisse der anspruchsvollsten Patientengruppe angepasst sei. Derzeit wird die Technologie als Proof of Principle eingestuft. In der Folge sind klinische Studien in neonatologischen Einheiten geplant, um die Hautflüssigkeitsmessungen mit herkömmlichen Blutproben zu validieren und die KI-Trainingsdaten zu erweitern. Langfristig sollen weitere Parameter wie Sauerstoffsättigung und Kohlendioxid integriert werden. Aufgrund der extrem niedrigen Herstellungskosten, der Unabhängigkeit von Stromversorgungen und der einfachen Ablesung mittels handelsüblicher Kameras eignet sich das System besonders für ressourcenarme Regionen, in denen der Zugang zu moderner neonatologischer Überwachung oft eingeschränkt ist. Die Forscher streben eine flächendeckende Implementierung an, um die Überlebenschancen frühgeborener Kinder weltweit nachhaltig zu verbessern.