St. Gallen – Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen TI Solutions AG neuartige Kabel aus Polymeren entwickelt, die speziell für den Einsatz in Magnetresonanztomographen (MRT) geeignet sind. Diese Entwicklung ermöglicht es erstmals, MRT-Untersuchungen mit elektrischen Messverfahren wie EKG oder EEG zu kombinieren, ohne dass es zu Risiken durch Erhitzung oder Bildstörungen kommt. Das Projekt wurde von Innosuisse gefördert.
Die Magnetresonanztomographie ist ein zentrales Diagnoseinstrument in der modernen Medizin. Mit starken Magnetfeldern und Radiowellen lassen sich detaillierte Bilder von Organen und Geweben erstellen, die unter anderem Tumore, Entzündungen oder Verletzungen sichtbar machen. Metallische Materialien können dabei problematisch sein: Sie können sich erhitzen oder durch das Magnetfeld verschoben werden, was zu Verletzungen oder Schäden führen kann. Besonders kritisch wird dies, wenn MRT mit Mess- oder Stimulationstechniken kombiniert wird, die leitfähige Kabel erfordern, wie etwa Herz- oder Gehirnstrommessungen oder die Stimulation tiefer Hirnregionen durch temporale Interferenz (TI).
Hier setzen die neuen Polymer-Kabel der Empa an. Im Labor „Advanced Fibers“ in St. Gallen entwickelten Dirk Hegemann und sein Team Kabel, die anstelle von Kupferdrähten Bündel aus Polymerfasern verwenden. Diese Fasern sind dünn mit Silber und Titan überzogen, sodass sie Strom leiten können, ohne das MRT-Signal zu stören. „Wir wollten eine Leitfähigkeit erreichen, die ausreicht, um Signale zu übertragen, ohne mit den Radiowellen des MRT zu interagieren“, erklärt Hegemann.
Die Zusammenarbeit mit TI Solutions entstand im Rahmen eines Innosuisse-Projekts, das 2025 abgeschlossen wurde. Sven Kühn, Forschungsleiter bei TI Solutions, betont den praktischen Nutzen: „Mit diesen MRT-kompatiblen Kabeln, die wir ‹MRIComplead› nennen, können Forscherinnen und Forscher die Effekte der TI-Stimulation erstmals sicher und störungsfrei im MRT beobachten.“
Die Kabel mussten strenge Anforderungen erfüllen: Sie müssen korrosionsbeständig und mechanisch robust sein, um wiederholtes Ein- und Ausstecken zu überstehen. Nach Tests mit verschiedenen Beschichtungsvarianten zeigte sich die Kombination aus Silber für Leitfähigkeit und Titan für Stabilität als geeignet. Die Beschichtung, dünner als ein halber Mikrometer, wird mittels Magnetronsputtern aufgebracht – einem Verfahren, das für die industrielle Fertigung geeignet ist. Erste Prototypen mit rund einem Kilometer beschichteter Fasern haben in Jahrestests ihre Zuverlässigkeit gezeigt.
Sollten die Kabel in klinischen Tests erfolgreich sein, stünde einer industriellen Fertigung nichts im Wege. Dies könnte künftig nicht nur die Patientensicherheit erhöhen, sondern auch die medizinische Forschung erweitern, indem MRT-Untersuchungen sicher mit anderen Mess- und Stimulationstechniken kombiniert werden können.
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