Empa St.Gallen: Schlaue Köpfe tüfteln für den Fortschritt

Forscher aus allen Teilen der Welt entwickeln im Westen der Stadt, was uns ein angenehmeres Leben bereitet. Ein Wundpflaster zum Beispiel, das Aufschluss über den Heilungsprozess gibt – ohne Verbandwechsel.

Seraina Hess
Drucken
Teilen
Der Leucht-Pyjama für Neugeborene dient der Gelbsucht-Behandlung. Entwickelt wurde er von Dr. Luciano Boesel und seiner Forschungsgruppe. (Bild: Ralph Ribi)

Der Leucht-Pyjama für Neugeborene dient der Gelbsucht-Behandlung. Entwickelt wurde er von Dr. Luciano Boesel und seiner Forschungsgruppe. (Bild: Ralph Ribi)

Schreibt Dr. Luciano Boesel eine freigewordene Stelle aus, ist der Andrang gross. Noch grösser, wenn der Materialwissenschafter diese in englischer Sprache verfasst. Etwa hundert Bewerbungen von Studenten und Doktoranden aus beinahe allen Kontinenten flattern ins Haus. Alle wollen sie im markanten Bau mit Verwaltung auf der einen und Forschungsabteilungen auf der anderen Seite der Lerchenfeldstrasse arbeiten. Die Anstellung birgt die Chance auf Anerkennung in wissenschaftlichen Kreisen, aber auch die Gelegenheit, durch Forschungsprojekte den Alltag der Menschen ein Stück weniger beschwerlich zu gestalten. So, wie Luciano Boesels jüngste Arbeiten.

An der Empa werden neue Technologien entwickelt, die später vermarktet werden könnten. (Bild: Ralph Ribi)

An der Empa werden neue Technologien entwickelt, die später vermarktet werden könnten. (Bild: Ralph Ribi)

Anstellungen sind meistens befristet

Der 41-Jährige ist als Leiter der Forschungsgruppe «Adaptive Textiles & Hydrogels» (anpassungsfähige Textilien und Hydrogele) einer der wenigen Mitarbeiter mit unbefristetem Vertrag. Die meisten jungen Wissenschafter werden projektbezogen zwei bis vier Jahre verpflichtet, wie es in der Forschung üblich ist.

Luciano Boesel ist in Brasilien aufgewachsen, studierte dort sowie in Portugal und forschte in Spanien und Deutschland, bis es den Materialwissenschafter an das prestigeträchtige Schweizer Institut zog. Inzwischen lebt er seit acht Jahren in St. Gallen und ist in der Abteilung Biomimetic Membranes and Textiles tätig. Ein Bereich, der sich mit der Entwicklung von Geweben befasst, die fähig sind, biologische Prozesse umzusetzen. Das geschieht mit Hilfe von Sensoren, die in den Stoff gestickt sind und so etwa die Herz- und die Sauerstofffrequenz messen. Ebenfalls im Fokus stehen Textilien aus optisch leitenden Fasern: Daraus besteht der Leucht-Pyjama für Neugeborene. Die Fasern leiten das Licht batteriebetriebener LEDs und beleuchten so den ganzen Körper des Babys. Zum Einsatz kommen soll der Strampler bei Neugeborenen mit Gelbsucht, die bis anhin nackt und mit verdeckten Augen im Brutkasten unter Blaulicht liegen müssen.

Auch Materialtests unter extremen Bedingungen werden an der Empa ausgeführt. (Bild: Ralph Ribi)

Auch Materialtests unter extremen Bedingungen werden an der Empa ausgeführt. (Bild: Ralph Ribi)

Fortschritt für Patienten mit chronischen Wunden

Mit welchen Arbeiten sich Boesel und sein Team täglich auseinandersetzen, erklärt das intelligente Wundpflaster beispielhaft. Die Idee gründet auf einem Bedürfnis der Spitäler, die chronische Wunden behandeln. Bisher gibt es einzig die altbewährte Methode des Verbandwechsels, um zu erkennen, ob eine Wunde heilt oder sich weiter entzündet. Für den Patienten schmerzhaft – und gefährlich: Die Wahrscheinlichkeit einer Infektion steigt, je öfter die Bandagen entfernt werden. Ganz zu schweigen von den Kosten, die durch überflüssige Verbandswechsel entstehen.

Fünf Jahre dauerte es bis zum Prototyp, der heute in den Gängen der Empa an einer Puppe haftet. Sensoren aus Pyranin-Benzalkonium-Molekülen, die im Pflastergewebe enthalten sind, verändern ihre Leuchtintensität je nach pH-Wert der Wundflüssigkeit. UV-Licht macht die Messwerte schliesslich sichtbar und gibt Aufschluss über den Heilprozess. Das Pflaster soll das Pflegepersonal warnen, sobald die Wunde schlecht verheilt; gemäss Boesel könnten die Signale in Zukunft sogar mithilfe einer Smartphone-Kamera gelesen werden. Arbeiten wie das Wundpflaster, an dem neben der Empa das Universitätsspital Zürich, das Neuenburger Forschungszentrum CSEM und die ETH beteiligt waren, stehen nach der Entwicklung wieder am Anfang eines langwierigen Prozesses. In Folgeprojekten werden Materialien weiterentwickelt, in flexible Trägermaterialien eingebunden und an Versuchspersonen erforscht.

Der Prototyp des intelligenten Wundpflasters. (Bild: Ralph Ribi)

Der Prototyp des intelligenten Wundpflasters. (Bild: Ralph Ribi)

Bis zur Vermarktung dauert es noch

Sämtliche Entwicklungsschritte verlangen nach einem Projektpartner aus der Industrie, der die Patente übernimmt, den letzten Forschungsteil finanziert, das Endprodukt designt, zertifizieren lässt und schliesslich vertreibt. «Die Zertifizierung, die für die Marktzulassung benötigt wird, kann Innovationen ausbremsen», sagt Luciano Boesel, zu dessen Job auch gehört, mit Partnern zu verhandeln. Bis Patienten in den Spitälern des Landes zum ersten Mal mit seinen Pflastern verarztet werden, dürften mindestens drei Jahre verstreichen. Neue Projekte gibt es allerdings genug. Nur darf Boesel noch nicht jedes Detail preisgeben.