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Elektronische Nase: Neue Sensoren auf der Spur von Krankheiten

Geruch und Krankheit
Elektronische Nase mit neuen Sensoren entwickeln

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Mit neuen Sensoren wollen die Forscher im Projekt Smellodi das „Riechen“ digitalisieren – nicht nur für die Medizin (Bild: Antonie Bierling, TUD)
Wenn ein Mensch erkrankt, ändern sich eine Reihe biologischer Prozess im Körper – und oft auch der Körpergeruch. Mit modernen Sensoren wollen Forscher im Projekt Smellodi diese Informationen nutzbar machen.

Ernährung, Entzündungsprozesse und der Hormonhaushalt beeinflussen den menschlichen Körpergeruch. Folglich können Veränderungen des Körpergeruchs Hinweise auf Krankheiten liefern – mitunter deutlich früher als durch heute etablierte diagnostische Methoden. Mit einer elektronischen Nase wollen Wissenschaftler der TU Dresden gemeinsam mit internationalen Partnern Informationen verfügbar und interpretierbar machen, die in der Medizin bislang weitgehend ungenutzt sind.

Wenn die Nase nicht arbeitet, leidet der Mensch

Körpergerüche spielen in vielen sozialen Situationen eine subtile, aber entscheidende Rolle. Sie beeinflussen die sexuelle Anziehungskraft, schaffen ein Gefühl der Zugehörigkeit in der Familie und lassen Rückschlüsse auf Gefühle oder Krankheiten unserer Mitmenschen zu. Die Unfähigkeit, den eigenen und den Körpergeruch Anderer wahrzunehmen, gilt als eine der schwerwiegendsten Beeinträchtigungen für Menschen mit Riechstörungen.

Um gesunde und durch Krankheit veränderte Körpergerüche zu unterscheiden und digital zu übertragen, wollen Forscher in den kommenden drei Jahren intelligente elektronische Sensorsysteme entwickeln. Im April 2022 startete dazu das EU-geförderte Projekt „Smart Electronic Olfaction for Body Odor Diagnostics“ – kurz Smellodi. Sieben Partner aus Deutschland, Israel und Finnland erhalten für das Projekt eine Fördersumme von knapp 3 Mio. Euro. Sie soll dazu beitragen, mit der entwickelten Technologie den Weg für die Digitalisierung des Geruchsinns zu ebnen.

Elektronische Nase setzt auf neue Sensorsysteme

Die in Smellodi angedachte Technologie setzt auf preiswerte, umweltfreundliche und biokompatible Sensorsysteme. Damit soll das Potenzial genutzt werden, ein schnelles, unmittelbares und nicht-invasives Diagnoseinstrument zu erhalten. So könnte sich die Gesundheitsüberwachung von Körpergerüchen aufwändige oder schmerzhafte Verfahren ersetzen, die momentan nur in dafür spezialisierten Einrichtungen eingesetzt werden können.

Die Analyse der Gerüche hingegen wäre eine für den Einzelnen überall und jederzeit einsetzbare Technologie: Ein elektronisches Gerät für den Geruchssinn, das auf Veränderungen des Körpergeruchs reagiert, kann zum Beispiel helfen, Implantate und Hilfsmittel für Patienten mit Riechstörungen zu verbessern und ihre Lebensqualität zu fördern.

Elektronische Nase im Kühlschrank und für den Roboter

Darüber hinaus gibt es weitere Anwendungsgebiete für die in Smellodi entwickelten Technologien. In Zukunft könnte ein elektronischer Geruchssinn auch das Smart Home der nächsten Generation prägen – zum Beispiel mit Kühlschränken, die die Qualität von Lebensmitteln überwachen. Wenn „riechende“ Roboter die Fehlfunktionen von Prozessanlagen entdecken, könnten sie helfen, industrielle Prozesse zu verbessern. Potenzial gibt es auch bei Fragen der Sicherheit und Umweltüberwachung wie der Messung von Ammoniak in der Luft.

An der TU Dresden sind die Arbeitsgruppe um Prof. Gianaurelio Cuniberti von der Professur für Materialwissenschaft und Nanotechnologie sowie das Interdisziplinäre Zentrum für Riechen und Schmecken unter der Leitung von Prof. Thomas Hummel am Projekt Smellodi beteiligt. Zum Konsortium gehören außerdem die Friedrich-Schiller-Universität Jena, die Hebräische Universität Jerusalem aus Israel, die Universität Tampere aus Finnland sowie das Dresdner Startup Smartnanotubes Technologies GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Gianaurelio Cuniberti
TU Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Professur für Materialwissenschaft und Nanotechnologie
E-Mail: office.nano@.tu-dresden.de
http://nano.tu-dresden.de/

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