Ein Regensburger Forscherteam des Universitätsklinikums Regensburg (UKR) entwickelt einen innovativen Handschuh, der Menschen nach Nervenverletzungen dabei helfen soll, verlorenes Gefühl in der Hand zurückzugewinnen.
Das Hochschulzentrum für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Regensburg (UKR) unter Abteilungsdirektor Professor Dr. Dr. Lukas Prantl erhält 880.000 Euro Drittmittelförderung für ein innovatives Projekt: die Entwicklung eines neuartigen multisensorischen Feedback-Handschuhs. Er soll Patientinnen und Patienten nach Unfällen oder Schnitt- und Quetschverletzungen dabei unterstützen, Gefühl, Temperaturwahrnehmung und Beweglichkeit der Hand zurückzugewinnen.
Das interdisziplinäre Projekt wird von Professor Dr. Silvan Eisenmann gemeinsam mit PD Dr. Marc Rüwe, Dr. Andreas Siegmund, Dr. Andreas Eigenberger und Professorin Dr. Alexandra Anker realisiert. Das Team arbeitet darauf hin, in drei Jahren einen fertigen Prototypen zu präsentieren.
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Weg von klassischen Rehabilitationspfaden
Der Verlust des Tastsinns bedeutet für viele Betroffene einen massiven Einschnitt in Selbstständigkeit, Sicherheit und Lebensqualität. „Mit diesem Projekt verlassen wir bewusst klassische Rehabilitationspfade und schaffen ein intelligentes, alltagstaugliches System, das sensorische Defizite funktionell kompensieren kann“, erklärt Professor Dr. Silvan Eisenmann, Geschäftsführender Oberarzt der Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungchirurgie. Er spricht von einem echten Paradigmenwechsel in der Handrehabilitation.
Wie funktioniert der Feedback-Handschuh?
Dieser innovative Handschuh wandelt Druck und Temperatur, der auf die Hand ausgeübt wird, in vibrotaktile Signale um und leitet diese gezielt an noch intakte Nervenbereiche weiter. Zusätzlich zeigen visuelle und akustische Warnsignale an, wenn der Druck zu hoch wird oder gefährliche Temperaturen auftreten – so entsteht ein neuartiges Sicherheits- und Orientierungssystem. Dieser Ansatz verspricht auch einen signifikanten Beitrag zur Unterstützung der Nervenregeneration, sowohl im peripheren als auch im zentralen Nervensystem zu leisten, und somit zu einer nachhaltigen Verbesserung der Lebensqualität der Anwender beizutragen.
Obwohl die Forschung an dem Feedback-Handschuh erst begonnen hat, arbeiten Prof. Eisenmann und sein Team bereits seit vielen Jahren an verschiedenen Aspekten gestörter Sensibilität bzw. deren Wiederherstellung. „Die Erkenntnisse aus dieser Forschung fließen in das Projekt mit ein“, betont er.
Neue Chancen bei Schlaganfall oder Querschnittslähmung?
Der Feedback-Handschuh soll zunächst vor allem bei peripheren Nervenverletzungen, sprich Verletzungen der Nerven außerhalb von Gehirn und Rückenmark, Anwendung finden.
Damit ist der Handschuh für die Wiederherstellung des Tastsinns zum Beispiel nach Schlaganfällen nicht wirksam, weil dabei das Zentrale Nervensystem (Gehirn) geschädigt wird. „Die Ursache bei Schlaganfällen liegt sozusagen eine Etage höher“, erklärt Prof. Eisenmann. „Der Gefühlsausfall ist nicht auf einzelne Nerven begrenzt.“
Er sieht zwar Perspektiven für zukünftige Wearables (tragbare elektronische Systeme wie der entwickelte Handschuh), die auch Schlaganfall-Patientinnen und -Patienten unterstützen können, betont jedoch, dass in diesem Fall häufig eine gestörte Motorik (meist Spastik) hinzukomme, die in der Regel im Vordergrund stehe. Das müsse unbedingt berücksichtigt werden.
Auch bei neurologischen Erkrankungen wie diabetischer Polyneuropathie (durch Diabetes bedingte Nervenschädigung, die Taubheitsgefühle oder Kribbeln in Händen und Füßen verursacht) oder Querschnittslähmung könnten die Wearables gezielt die Handrehabilitation unterstützen. Auf die Frage, wie genau der Handschuh im Falle einer Querschnittslähmung helfen könnte, antwortet Prof. Eisenmann: „Die Technologie zielt darauf ab, ein gestörtes Gefühlsempfinden durch Vibration und zusätzliche optoakustische Reize (sicht- und hörbare Signale) zu ersetzen bzw. zu unterstützen.“ Er erläutert, dass Vibration abhängig von Amplitude und Frequenz auch unabhängig von der Nervenfunktion gut durch die verbliebenen Organe weitgeleitet würden, daher sei dieses Empfinden möglicherweise auch noch wahrnehmbar, selbst wenn die Nerven der Haut durchtrennt seien. „Außerdem können Tastkörperchen der Haut gezielt durch Vibration angesteuert werden, was wiederum dabei helfen soll, die eigentliche Nervenregeneration zu unterstützen.“
Bei Greifbewegungen unterstützen optoakustische Reize das Gehirn dabei, fehlendes Tastgefühl auszugleichen, indem sie über Sehen und Hören Informationen liefern, die normalerweise über das Tasten kommen würden. Ein Beispiel wären Licht- oder Tonsignale, die anzeigen, ob ein Griff zu stark oder zu schwach ist.
Kurz gesagt: Der Handschuh überträgt Informationen, die die verletzten Nerven nicht mehr liefern können, über andere Kanäle – wie Vibration, Licht oder Ton. Er wirkt somit wie ein Übersetzer für die Sinne.
Forschung, die Perspektiven eröffnet
Für Prof. Eisenmann eröffnen sich dadurch Perspektiven weit über den Handschuh hinaus. Die im Januar bewilligte Drittmittelförderung ermöglicht es dem Team, in den nächsten drei Jahren den ersten Prototypen zu entwickeln und dabei wichtige Grundlagen für weitere Anwendungen zu schaffen.
So könnten die Technologie und die gewonnenen Erkenntnisse künftig auch für andere Wearable-Konfigurationen genutzt werden, die Patientinnen und Patienten zugutekommen. Aber auch im Handwerk oder in industriellen Arbeitsumgebungen könnten sie zum Einsatz kommen.
Noch wird am Prototypen gearbeitet, aber schon jetzt wird deutlich, welches Potenzial dieses Forschungsprojekt hat, um das Leben vieler Menschen zu erleichtern.
Marina Triebswetter I filter Magazin
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