Nach Darmoperationen: Neue Sensor-Technologie kann lebensbedrohliche Komplikationen früher erkennen

Durchblutungsstörungen bei Darm-Anastomosen lassen sich frühzeitig erkennen – dank einer innovativen, implantierbaren und vollständig resorbierbaren Sensorfolie. Darüber berichten Forschende aus Dresden und Rostock in einer aktuellen Veröffentlichung.

Darm-Anastomosen bergen ein erhebliches Risiko für postoperative Komplikationen. Insbesondere Durchblutungsstörungen oder immunologische Reaktionen können innerhalb kurzer Zeit zu schweren Folgeschäden bis hin zum Tod führen. Eine direkte Überwachung der Nahtstelle war bislang jedoch nicht möglich, was häufig mit entsprechenden Risiken für die betroffenen Patienten verbunden ist. Auch entstehen potenziell erhebliche Kosten durch Folgeoperationen und lange Krankenhausaufenthalte.

Ausgehend von diesem konkreten medizinischen Bedarf brachte das interdisziplinäre Netzwerk des Else Kröner Fresenius Zentrum (EKFZ) für Digitale Gesundheit an der Technischen Universität Dresden (TUD) und dem Dresdner Universitätsklinikum die entscheidenden Experten aus Dresden und Rostock zusammen.

Ihr neuer Ansatz bietet die Möglichkeit, Komplikationen frühzeitig zu erkennen und bestenfalls Folgeschäden zu verhindern. Das interdisziplinäre Forschungsteam hat eine bioresorbierbare Sensorfolie entwickelt, die man schon während der Operation in die Darmnaht einsetzt. Sie misst kontinuierlich Parameter wie Gewebeimpedanz und Temperatur. Damit, so erklären die Forschenden, liefere sie erstmals Echtzeitinformationen zum Zustand der Heilungsregion.

Die Forschenden am Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) der TU Dresden entwickelten dafür spezielle druckbare elektronische Materialien und Herstellungsprozesse. Das Team der Universitätsmedizin Rostock (UMR) setzten diese dann mithilfe etablierter chirurgischer Verfahren erfolgreich in der Praxis um. Durch die statistische Auswertung mehrerer Sensoren konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Durchblutungsstörungen eindeutig durch abrupte Änderungen des elektrischen Gewebewiderstandes erkannt werden können.

Besondere Herausforderungen und neue Wege

„Wir mussten völlig neue Wege bei der Auswahl biokompatibler Materialien und der Fertigung unserer gedruckten Elektronik gehen – mit dem Ziel, die Wundheilung nicht zu beeinträchtigen“, erklärt Prof. Karl Leo, Projektleiter an der TU Dresden. „Gleichzeitig stand die Herausforderung im Raum, die Sensorfolie nicht nur im Labor, sondern direkt im Körper testen zu können.“ Prof. Clemens Schafmayer, Projektleiter an der Universitätsmedizin Rostock, ergänzt: „Die enge Zusammenarbeit von Chirurgie und Technologie hat gezeigt, welches Potenzial in interdisziplinären Ansätzen steckt.“

„Ich freue mich, dass die frühe fachübergreifende Vernetzung zu diesem erfolgreichen Ergebnis geführt hat“, erklärt Prof. Jochen Hampe, Direktor der Medizinischen Klinik und Poliklinik I am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus sowie Sprecher des EKFZ für Digitale Gesundheit in Dresden. „Hier wird sichtbar, wie klinischer Bedarf und technologische Entwicklung zusammenwirken können, um die Versorgung von Patientinnen und Patienten künftig zu verbessern.“

Ausblick in die Zukunft

Die Forschungsarbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und aus Mitteln der europäischen Union gefördert. Für die kommenden Jahre sind bereits weitere Schritte geplant: Die Studie soll auf eine breitere statistische Basis gestellt und die Sensorfolie um zusätzliche Funktionen erweitert werden, um die Mechanismen hinter dem Versagen von Anastomosen künftig noch besser zu verstehen. Die Forschenden sehen darin einen wichtigen Schritt hin zu intelligenteren Implantaten und einer sichereren chirurgischen Versorgung.