Expertenstatement von Prof. Karl Leo, IAPP an der TU Dresden Organische Halbleiter in der Medizin –Status Quo und Ausblick

In anderen Branchen sind organische Halbleiter heutzutage längst Stand der Technik. Doch auch in der Medizin entwickeln sich aktuell immer mehr Einsatzgebiete. Kein Wunder, bieten organische Halbleiter doch eine Vielzahl von Vorteilen, sodass ihnen auch hier eine glänzende Zukunft bevor steht.

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• Organische Elektronik lässt sich gut auf und im Körper tragen

• Ein menschliches Haar ist etwa 200 Mal dicker

• Gegenüber klassischen Kontaktmaterialien der Mikroelektronik sind organische Materialien deutlich überlegen

Organische Halbleiter basieren weitgehend auf Kohlenstoff. Im Gegensatz zu klassischen Halbleitern, die als Einkristalle vorliegen, werden organische Halbleiter als ultradünne Schichten von zirka 100 Nanometern realisiert. Ein menschliches Haar ist etwa 200 Mal dicker. Sie ermöglichen eine neue Klasse von elektronischen Bauelementen, die flexibel, leichtgewichtig, preiswert und umweltverträglich sind. Auf fast allen Unterlagen können sie mit einfachen Beschichtungsverfahren abgeschieden werden.

Organische Halbleiter sind im Alltag weit verbreitet

Viele organische Halbleiter sind Verbindungen, die heute längst aus dem Alltag bekannt sind, so zum Beispiel die blaue Farbe, die für die Beschilderung von Autobahnen verwendet wird. Organische Leuchtdioden werden schon erfolgreich für Displays in Mobiltelefonen und zunehmend auch Fernsehgeräten eingesetzt. Hier haben die hohe Leuchtkraft, der exzellente Kontrast und der sehr einfache Aufbau des Bauelements den Ausschlag für die breite Verwendung gegeben. Zurzeit ist eine Vielzahl von weiteren Anwendungen in Vorbereitung.

Viele dieser Anwendungen sind für die Medizintechnik von großer Relevanz. Vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit, die Bauelemente auf Basis organischer Halbleiter auch auf dem Körper oder gar im Körper anzuwenden: Organische Elektronik ist eine „sanfte“ Elektronik, die gut an den menschlichen Körper angepasst ist und ungiftige beziehungsweise sogar biologisch abbaubare Materialien enthält.

Retina-Implantate besser kontaktieren

Ein Beispiel für eine Anwendung im medizinischen Bereich ist das laufende, von der Hector Fellow Academy geförderte, Projekt der Universität Tübingen, der TU Dresden und des KIT. Hier sollen die günstigen Eigenschaften organischer Halbleiter für Elektroden im Körper genutzt werden, um Retina-Implantate besser zu kontaktieren. Gegenüber den klassischen, in der Mikroelektronik verwendeten Kontaktmaterialien haben sich organische Materialien als deutlich überlegen erwiesen.

Weiterhin sollen neuartige organische Infrarot-Detektoren entstehen, die zur Überwachung vieler Körperfunktionen genutzt werden. Beispielweise können diese genutzt werden, um die Vitalfunktionen von Implantaten zu überwachen. Hierbei ist die flexible Bauweise von entscheidender Bedeutung.

Neuartige organische Transistoren mit stark verbesserten Eigenschaften können ebenfalls vielseitig in der Medizintechnik genutzt werden. Zusammen mit Sensoren und Übertragungs-elementen erlauben sie die Realisierung von smarten Pflastern, die Überwachungsfunktionen autonom vornehmen und die Resultate kommunizieren können.

Dieses Expertenstatement von Prof Dr. Karl Leo erfolgt anlässlich des Symposiums „Medizin 4.0 – Organische Elektronik in der modernen Medizin“ der Hector Fellow Academy in Kooperation mit der Technischen Universität Dresden am 6. Juli 2017 in Dresden.

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* Prof. Dr. Karl Leo ist Leiter des Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP), an der Technischen Universität Dresden.

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