Gedruckte Elektronik wurde in den letzten Jahren in vielen Bereichen zu einem Innovationstreiber. Nach Unterhaltungselektronik- und dem Automobilsektor rückt jetzt der Gesundheitsbereich immer mehr in den Fokus der Entwicklungen. Gedruckte Elektronikkomponenten für den Medizin- und Pharmamarkt bilden daher einen Schwerpunkt der kommenden LOPEC 2017 (28. bis 30. März 2017).
Die internationale Fachmesse und der Kongress für gedruckte Elektronik finden vom 28. bis 30. März 2017 auf dem Gelände der Messe München statt.
Über Vorteile gedruckter Elektronik und den wachsenden Gesundheitsmarkt hat uns die Messe München eine Interview mit Dr. Ton van Mol, Technical Chair des LOPEC Kongresses und Geschäftsführer des Holst Centre im niederländischen Eindhoven zur Verfügung gestellt.
Herr Dr. van Mol, die LOPEC 2017 rückt den Healthcare-Bereich in den Fokus. Was erwartet die Besucher?
Health Patch vom Holst Centre Mit gedruckter Elektronik können Sensoren in Pflaster, Bandagen oder Kleidungsstücke integriert werden. | Foto: Messe München
Wir werden auf dem LOPEC Kongress mehrere Vorträge zur gedruckten Elektronik im Gesundheitsbereich anbieten, zum Beispiel Sessions zu biomedizinischen Anwendungen, zu Wearables, also zu tragbarer Elektronik, und zu dehnbaren elektronischen Systemen – das alles hängt eng zusammen. Professor Matti Mäntysalo von der Universität im finnischen Tampere wird beispielsweise eine Bandage vorstellen, die Herzströme misst und die Werte ans Handy überträgt. Die Elektroden werden dafür auf das dehnbare Bandagenmaterial gedruckt. Auch der Pharmakonzern Johnson & Johnson ist auf dem LOPEC Kongress mit einem Vortrag vertreten, und das Chemieunternehmen DuPont, das im Medizinbereich sehr aktiv ist, organisiert eine Session zu diesem Themenkomplex. Natürlich werden auf der Fachmesse selbst ebenfalls viele Neuheiten für den Healthcare-Sektor zu sehen sein.
Unser Gesundheitssystem steht im Zuge der demografischen Entwicklung vor großen Herausforderungen. Wie kann die gedruckte Elektronik zur Problemlösung beitragen?
Eine Idee ist, gedruckte Elektronik für das Gesundheitsmonitoring von Patienten in ihren eigenen vier Wänden zu nutzen. Das Ziel lautet, Probleme rechtzeitig zu erkennen, damit immer weniger Leute auf eine Behandlung im Krankenhaus angewiesen sind. Das Monitoring von Vitalfunktionen gelingt hier am einfachsten über Sensoren, die direkt und ständig auf der Haut getragen werden, integriert in eine Art Patch, in Bandagen oder Kleidungsstücke. Für den optimalen Hautkontakt brauchen wir stretchfähige Elektronikkomponenten, denn Menschen bewegen sich und dehnen die Haut dabei. Hier bietet die gedruckte Elektronik einen klaren Vorteil, denn sie behält ihre elektronischen Eigenschaften auch bei Dehnung und kann direkt auf flexible Folien oder Textilien aufgebracht werden.
Wann kommen solche Monitoringsysteme auf den Markt?
Das Holst Centre wird auf der LOPEC 2017 gedruckte Sensoren und sogenannte Health Patches vorstellen, die Körperfunktionen über solche Sensoren messen. Einige dieser Sensorsysteme dürften nächstes Jahr marktreif sein. Gedruckte Spannungssensoren sollen zum Beispiel zur Überwachung von Patienten mit Schlafapnoe eingesetzt werden. Auch EKG-Patches zur Messung der Herzaktivität werden bald verfügbar sein.
Welche gedruckten Elektronikbauteile werden in der Medizin schon angewendet?
Schnelltests mit gedruckten Elektroden, etwa zur Messung von Blutzucker, sind schon lange auf dem Markt und werden milliardenfach gedruckt. Seit einigen Jahren gibt es auch smarte Arzneiverpackungen, die vor allem bei chronisch kranken Patienten die regelmäßige Einnahme von Medikamenten kontrollieren. Auf die Blisterverpackungen sind kleine Schaltkreise gedruckt, die unterbrochen werden, wenn der Patient seine Pille entnimmt. Über ein Funksignal lässt sich das verfolgen.
Gibt es auch gedruckte Elektronikkomponenten, die im Innern des menschlichen Körpers eingesetzt werden sollen?
Das Potenzial sehen wir natürlich. Ein Beispiel wäre die Steuerung von implantierten Kathedern über piezoelektrische Polymere. Das sind Kunststoffe, die sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung verformen oder umgekehrt eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie deformiert werden. Der Vorteil der Drucktechniken ist, dass sich damit sehr dünne, flexible Komponenten herstellen lassen. Produkte für den Einsatz im Körper kommen sicher, aber zunächst wird sich die gedruckte Elektronik in äußeren Anwendungen etablieren.
Flexible Elektronik Dabei gehen die elektronischen Eigenschaften auch bei Dehnung nicht verloren. | Foto: Messe München
Selbst gute Ideen scheitern oft am Sprung aus dem Labor in die breite Anwendung. Welchen Beitrag leistet die LOPEC, um diesen Transfer zu erleichtern?
Die LOPEC bietet den idealen Rahmen, um die Industrie für gedruckte Elektronik mit den Anwenderbranchen zu verlinken. Viele Unternehmen setzen noch auf traditionelle Elektronik und sind sich der Möglichkeiten gar nicht bewusst, die gedruckte, flexible Komponenten bieten. Das trifft nicht nur auf den Gesundheitssektor zu, sondern zum Beispiel auch auf die Automobilindustrie, die Verpackungs- und Energiebranche oder die Unterhaltungselektronik. Auf der LOPEC Fachmesse und dem Kongress können sich die Anwenderindustrien bestens informieren.
Welche Innovation aus der gedruckten Elektronik treibt den Healthcare-Bereich besonders an?
Da gibt es viele. Entscheidend war sicher die Entwicklung von elektrisch leitfähigen und zugleich dehnbaren Materialien. Denn wie gesagt: Für Anwendungen auf der Haut brauchen wir eine stretchfähige Elektronik, die Bewegungen mitmacht und gleichzeitig verlässliche Daten liefert. Flexible Elektronik ist übrigens nicht ausschließlich organische Elektronik. Es gibt mittlerweile auch Komponenten aus Nanosilber, die bis zu einem gewissen Grad dehnbar sind. Silber ist wegen seiner antimikrobiellen Eigenschaften für einige Anwendungen sogar von Vorteil. Für andere wiederum sucht man nach Alternativen. Gedruckte Elektroden auf Basis des elektrisch leitfähigen Kunststoffs PEDOT etwa sollen bestimmte Silberelektroden ersetzen. Die LOPEC wird ausführlich über Materialneuheiten und ebenso über neue Drucktechniken wie den 3D-Druck informieren, und zwar sowohl an den Ständen der Aussteller als auch auf wissenschaftlichem Niveau im Rahmen des LOPEC Kongresses.
Was erwarten Sie von der LOPEC 2017?
Die LOPEC wird dazu beitragen, dass die gedruckte Elektronik immer mehr industrielle Anwender findet, dass immer mehr Produkte aus allen möglichen Bereichen gedruckte Elektronikkomponenten enthalten. In der Photovoltaik und in anderen Branchen sehen wir, dass die Kommerzialisierung der gedruckten Elektronik stetig voranschreitet. Der Healthcare-Sektor wird folgen. In den vergangenen Jahren hat die LOPEC vielen Branchen wichtige Anstöße gegeben und ich bin sicher, dass auch 2017 ein Schub von ihr ausgehen wird.
