Veilige start voor een nieuw leven – Slim pleister voor remote monitoring van de zwangerschap

Dunne slimme textielmaterialen worden verder ontwikkeld voor gebruik in prenatale monitoring en zullen een analyse van de vitale gegevens via een app voor zwangere vrouwen mogelijk maken. © Adobe Stock #355517511

© Fraunhofer IZM

Im Frühling traf sich das Newlife-Konsortium am Fraunhofer IZM in Berlin. © Fraunhofer IZM / Das Newlife-Konsortium versammelte sich im Frühjahr am Fraunhofer IZM in Berlin. © Fraunhofer IZM

Tijdens een zwangerschap geven regelmatige medische controles inzicht in de gezondheid en ontwikkeling van de zwangere en het kind. Maar de onderzoeken bieden slechts momentopnames van de toestand, wat vooral bij risicovolle zwangerschappen gevaarlijk kan zijn. Om in deze gevoelige fase comfortabel en continu monitoring mogelijk te maken, plant een internationaal onderzoeksconsortium de technologie van slimme textielen verder te ontwikkelen. Een met fijne elektronica uitgerust pleister moet vitale gegevens verzamelen en analyseren kunnen. Daarnaast moeten de sensoren worden geïntegreerd in babykleding om onder de hoogste databeveiliging de toekomst van medische monitoring van pasgeborenen te verbeteren.

Met het begin van een zwangerschap gaat een fase van intensieve gezondheidsbewaking van het kind en de zwangere persoon gepaard. Traditionele prenatale onderzoeken met ultrasone apparaten registreren echter slechts momentopnames van de toestand en vereisen vooral bij risicovolle zwangerschappen frequente bezoeken aan artsen. Met behulp van nieuwe wearables en slimme textielen willen onderzoekers in het door de EU gefinancierde project Newlife een blijvende medische monitoring tijdens de zwangerschap in het dagelijks leven mogelijk maken.

Een doel van het consortium van 25 partners is het ontwikkelen van een biocompatibel, rekbaar en flexibel pleister om de voortgang van de zwangerschap en de ontwikkeling van het embryo continu te bewaken. Het pleister moet, vergelijkbaar met een pleister, op de huid van de zwangere worden aangebracht, met behulp van miniaturiseerde sensoren (bijvoorbeeld ultrasoon) permanent vitale gegevens opnemen en via Bluetooth naar een eindapparaat, zoals een smartphone, verzenden. Moderne medische technologie maakt al geruime tijd gebruik van slimme textielen en intelligente wearables om patiënten in plaats van stationaire monitoring een comfortabel continue toezicht vanuit huis te bieden. Bij het Fraunhofer-instituut voor betrouwbaarheid en micro-elektronica IZM brengt het team rond Christine Kallmayer deze technologie in de praktijk en profiteert daarbij van jarenlange ervaring met integratietechnologieën in flexibele materialen. Voor de geïntegreerde pleister kiezen de onderzoekers thermoplastisch polyurethaan als basismaterialen, waarin elektronica en sensoren worden ingebed. Hierdoor wordt gegarandeerd dat het draaggevoel overeenkomt met dat van een gewone pleister in plaats van een starre folie. Om de medische monitoring onopvallend en comfortabel te laten verlopen voor zwangere vrouwen en het ongeboren kind, plant het projectkonsortium innovatieve ultrasoonsensoren op MEMS-basis direct in het PU-materiaal te integreren. Via direct huidcontact moeten de miniaturiseerde sensoren gegevens opnemen. Rekbare geleidende banen van TPU-materiaal zullen de informatie vervolgens doorgeven aan de analyse-elektronica en uiteindelijk aan een draadloze interface, zodat artsen en verloskundigen alle relevante gegevens in een app kunnen bekijken. Naast ultrasoon plannen de onderzoekers ook andere sensoren zoals microfoons, temperatuursensoren en elektroden te integreren.

Ook na de geboorte kan de nieuwe integratietechnologie van grote waarde zijn voor de medische technologie: met verdere demonstratoren plant het Newlife-team het monitoren van pasgeborenen mogelijk te maken. Sensoren voor continue ECG, ademhalingsbewaking en infraroodspectroscopie voor het observeren van hersenactiviteit moeten worden geïntegreerd in het zachte textiel van een baby-onesie en een speen. "Voor premature baby's en pasgeborenen met gezondheidsrisico's is remote monitoring een zinvolle alternatief voor een stationair verblijf en bekabelde bewaking. Hiervoor moeten we een ongeëvenaard comfort bieden met de dunne slimme textielen: er mag geen elektronica voelbaar zijn. Daarnaast moet het hele module uiterst betrouwbaar zijn, omdat de slimme textielen probleemloos wasbeurten moeten doorstaan," legt de projectverantwoordelijke van het Fraunhofer IZM, Christine Kallmayer, uit.

Voor externe bewaking wordt in het project ook onderzoek gedaan naar mogelijkheden om via cameragegevens en sensoren in het babybedje uitspraken te doen over de gezondheidstoestand en het welzijn van het kind. Zodra de hardwarebasis van pleister, textiele elektronica en sensorbedje is opgebouwd en getest, zullen de projectpartners nog een stap verder gaan: met behulp van cloud-gebaseerde oplossingen moeten AI en machine learning de toepassing voor medisch personeel vergemakkelijken en de hoogste dataveiligheid garanderen.

Het Newlife-project wordt gecoördineerd door Philips Electronics Nederland B.V. en loopt tot eind 2025. Het wordt gefinancierd binnen het kader van de Key Digital Technologies Joint Undertaking onder het subsidienummer 101095792 met in totaal 18,7 miljoen euro door de Europese Unie in het Horizon Europe-programma.

Andere projectpartners zijn ams International AG (CH), ams OSRAM/ams Sensors Germany GmbH (DE), Beneli AB (SE), Boston Scientific Limited (IE), CSEM SA (CH), Cuviva (SE), Fraunhofer EMFT/Fraunhofer IZM (DE), Fujitsu Finland Oy (FI), Insel Gruppe (CH), Kipuwex Ltd (FI), MEDrecord B.V. (NL), MOMM Diagnostics GmbH (CH), Nanoleq (CH), NIRx Medizintechnik GmbH (DE), Noldus InformationTechnology B.V. (NL), Philips Electronics Nederland B.V. (NL), Philips Medizin-Systeme Böblingen GmbH (DE), Polar Electro Europe AG (CH), Rekonas (CH), RISE Research Institutes of Sweden AB (SE), Sencure (NL), Teiimo GmbH (DE), TNO at Holst Centre (NL), Technische Universiteit Eindhoven (NL), Tyndall National Institute (IE), Universiteit van Turku (FI), Zoundream (CH).