Lebende Bioelektronik: Smarte Hautsensoren, die detektieren und heilen

Brücke zwischen Elektronik und Biologie

Jahrelang erforscht Prof. Bozhi Tiens Labor (University of Chicago), wie starre, metallische, voluminöse Elektronik mit weicher, flexibler, empfindlicher Biologie integriert werden kann.

Neueste Arbeit: Prototyp „Living Bioelectronics“ – Kombination aus lebenden Zellen, Gel und Elektronik, die sich in lebendes Gewebe integriert.

Aufbau: Drei-Komponenten-Pflaster

• Rahmen: Dünner, flexibler elektronischer Schaltkreis mit Sensoren.
• Gel: Tapiokastärke + Gelatin – ultrasoft, mimikt Gewebezusammensetzung.
• Lebende Zellen: S. epidermidis Mikroben im Gel eingebettet.

Auf Haut platziert: Bakterien sezernieren entzündungshemmende Verbindungen, Sensor überwacht Hautsignale (Temperatur, Feuchtigkeit).

Ergebnisse: Psoriasis-Symptome signifikant reduziert

Tests an Mäusen mit Psoriasis-ähnlichen Hauterkrankungen: signifikante Symptomreduktion. Initial eine Woche Laufzeit, Ziel: Halbjahr oder mehr. Gerät gefriertrocknbar für Lagerung, einfach rehydrierbar bei Bedarf.

„Wie ein lebendiges Medikament – kein Nachfüllen nötig“, sagt Saehyun Kim (Co-Erstautorin, Ph.D.-Studentin in Tiens Labor).

Vision: Erweiterung auf andere Gewebe & Zelltypen

• Pflaster zur beschleunigten Wundheilung bei Diabetikern.
• Insulin-produzierende Geräte?
• Neuronale Schnittstellen?
• „Viele potenzielle Anwendungen“ (Tian).

Hintergrund: Herausforderungen klassischer Bioelektronik

Schrittmacher verbesserten Leben, aber: voluminös, starr, können Reizungen verursachen. Tiens Labor spezialisiert auf fundamentale Prinzipien: Wechselwirkung lebender Zellen/Gewebe mit synthetischen Materialien. Frühere Arbeiten: winziger lichtsteuerbarer Schrittmacher, starke aber flexible Materialien für Knochenimplantate.

Neuer Ansatz: Klassische Bioelektronik = Elektronik + weiche Schicht (weniger Reizung). Tiens Gruppe: Dritte Komponente hinzufügen – lebende Zellen selbst. Fasziniert von Heilungseigenschaften bestimmter Bakterien (S. epidermidis, natürlicher Hautbewohner, entzündungshemmend).

Kontakt: Laurie Fickman, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 713-743-8454.