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An der Hochschule Niederrhein soll ein Textil entwickelt werden, dass Patienten nach einem Kreuzbandriss zu einer optimierten Heilung verhelfen soll. Das mit Sensortechnik ausgestattete Textil soll durch Messungen der Bewegungen und unmittelbare Rückmeldungen an den Patienten dazu beitragen, Fehlhaltungen und Fehlbelastungen zu vermeiden. Das Forschungsprojekt wird bis Ende 2021 mit rund einer Million Euro vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.   
 
In Deutschland reißt durchschnittlich alle 6,5 Minuten ein Kreuzband. Besonders häufig ist das vordere Kreuzband betroffen. Patienten leiden oft noch lange nach dem Unfall und nach einer operativen Versorgung an dem „Giving-way-Phänomen“, einem gefühlten Stabilitätsverlust im Knie. „Diese Patienten neigen zu Fehlhaltungen und Fehlbelastungen, was wiederum zu Komplikationen im operierten Bein oder auch zu Verletzungen im gesunden Bein führen kann“, sagt Projektleiter Professor Dr. Martin Alfuth, der am Fachbereich Gesundheitswesen Angewandte Therapiewissenschaften lehrt.
 
Die Idee des Projekts: ein textiles Hilfsmittel – etwa eine Bandage – zu entwickeln, das mit Sensorik und Aktorik ausgestattet ist. Aktoren wandeln Muskelbewegungen, die über Sensoren erkannt werden, in physikalische Reaktionen um. Das heißt: Belastet der Patient sein Knie falsch, könnte er in Form eines lokalen Reizes (zum Beispiel Vibration oder Wärme) über ein in die Bandage eingebrachtes Sensorpflaster darüber informiert werden. Er weiß also unmittelbar, wann er sein Knie in eine Fehlhaltung bringt und kann darauf reagieren.

Das Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung greift für das Projekt auf umfassende Vorarbeiten zurück. Textile Feuchte- und Temperatursensoren sowie textile Energieerzeugungs- und Speicherungssysteme wurden dort bereits entwickelt. In dem Projekt sollen mit der Funktionalisierung von Garnen und der Paillettenbestückung mit Sensoren Plattformtechnologien geschaffen werden, die auch anderswo genutzt werden können. Am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik werden in Bezug auf die Signalauswertung Ergebnisse einer Promotion im Kompetenzzentrum FAST einfließen, um Bewegungsmuster zu erkennen und zu klassifizieren.
 
Für das Projekt werden an vier Fachbereichen insgesamt fünf wissenschaftliche Mitarbeiter eingestellt. Im Projekt werden zunächst verschiedene Reize, auf die der menschliche Körper reagiert, analysiert und verglichen. Es wird ein Sensorpflaster entwickelt, das Bewegungsänderungen des entsprechenden Körperteils erfasst und die externen Reize auf die Strukturen des Körpers übertragen kann. Dieses Sensorpflaster wird in ein alltagstaugliches Textil integriert. Anschließend wird getestet, wie sich die Übertragung der Reize auf die Bewegung eines Menschen auswirkt.

3D-Druckverfahren spielen in Zeiten von Industrie 4.0 eine wichtiger werdende Rolle. Das Verfahren, bei dem durch Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgetragen wird, gewährt ein hohes Maß an Designfreiheit sowie Funktionsoptimierung und -integration. Auf Textilien wird das Verfahren derzeit noch nicht angewandt. Der Grund: Die verwendeten Endlosdrähte (Filamente) sind nicht auf Textilien zugeschnitten.
Am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung arbeitet eine Forschungsgruppe daran dies zu ändern. Im Rahmen des Verbundprojekts „AddiTex“ werden bis Ende 2019 gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie Funktionstextilien für technische Anwendungen entwickelt, die sich über ein 3D-Druckverfahren herstellen lassen. 250.000 Euro des Gesamtvolumens von 1,1 Millionen Euro fließen als Fördersumme dabei der Hochschule Niederrhein zu.
„Bei der Herstellung technischer Textilien stehen die funktionellen Eigenschaften im Zentrum, wie sie beispielsweise bei Schutzkleidung wichtig sind“, erklärt Prof. Dr. Maike Rabe, Leiterin des FTB und AddiTex-Teilprojektleiterin. Durch 3D-Fertigung – eine sogenannte additive Fertigung – erschließen sich dabei neue Möglichkeiten: „Elemente wie Steckverbindungen lassen sich via 3D-Druck direkt auf textile Flächen auftragen. Auf diese Weise entstehen neue Produkte, die die Funktionalität von Beginn an integrieren“, führt Rabe aus.