Polymerbasierte Dehnmessstreifen zur intra und extrakorporalen Applikation Abstract: Dehnungssensoren werden nicht nur im industriellen Umfeld eingesetzt sondern finden auch in der Medizintechnik vermehrt Anwendung. Bisher gibt es jedoch nur wenige Beispiele für den intrakorporalen Einsatz von Dehnungssensoren an anatomischen Strukturen. <br>Diese Dissertation widmet sich der Entwicklung Herstellung und Charakterisierung medizinischer Dehnungssensoren für die intra und extrakorporale Applikation. Basierend auf dem magnetischen kapazitiven und resistiven Messprinzip werden unterschiedliche Konzepte zur Realisierung vorgestellt und die jeweilige Theorie dahinter erläutert. Anhand zweier Anwendungsszenarien der extravasalen Bestimmung der arteriellen Gefäßausdehnung und der Messung der Banddehnung werden die Möglichkeiten der intrakorporalen Dehnungsmessung untersucht. <br>Die Herstellung der Sensorsysteme erfolgte unter Anwendung von sowohl bekannten als auch neu entwickelten Fertigungstechnologien. Für beide Anwendungen wurde dabei das Ziel verfolgt Sensoren mit hoch elastischen mechanischen Eigenschaften zu entwickeln die sich optimal an die biologische Struktur anpassen und nur geringen Einfluss auf die Physiologie ausüben. Hierfür wurden neue Materialien und intelligente Strukturen eingesetzt die eine reversible Dehnung >30 % ohne nennenswerte Beeinträchtigungen der Leitfähigkeit der integrierten Strukturen ermöglichen. <br>Die extravasale Bestimmung der arteriellen Gefäßdehnung erfolgte zunächst in vitro an einem künstlichen Kreislaufsystem und wurde erfolgreich in vivo an unterschiedlichen Arterien an Hausschweinen erprobt. Es wird aufgezeigt wie sich bei bekanntem Blutdruck der Peterson’s Modul bestimmen lässt und damit Aussagen über die lokale arterielle Steifigkeit treen lassen. <br>Die für die Messung der Banddehnung entwickelten Sensoren wurden zur Messung des Dehnungszustands des erst kürzlich als eigenständige Struktur identifizierten anterolateralen Bandes während unterschiedlicher Bewegungsabläufe eingesetzt. Damit kann gezeigt werden dass das anterolaterale Band wie angenommen zur Stabilisierung des Knies bei Drehbewegungen beiträgt. <br>Beide Messsysteme lassen sich in der medizinischen Forschung einsetzen und können perspektivisch auch im klinischen Umfeld zur Anwendung kommen Abstract: Strain gauges are not only used in the industrial sector but are also increasingly used in the field of medical technology. However to date there are only a few examples of in vivo usage of strain sensors on anatomical structures. <br>This doctoral thesis is devoted to the design fabrication and characterization of medical strain sensors for in vivo applications. Two cases were examined: the extravascular determination of arterial strain and the direct measurement of ligament strain. Over the course of the sensor development resistive capacitive and magnetic measurement principles were explored in detail and reviewed for suitability for these applications. Dierent sensor concepts are presented in this thesis and the underlying theory is explained. <br>For the realization of the sensor systems both known as well novel manufacturing technologies were applied. The overall objective for both use cases was the development of sensors with highly elastic mechanical properties which optimally conform to the biological structure with low impact on physiological function. This was achieved by using new materials and smart structures. The materials used were able to be stretched by up to 30 % without significant degradation of the electrical conductivity of the embedded sensor structures. <br>The extravascular determination of arterial strain was initially investigated in vitro on an artificial circulatory system. In subsequent measurements the feasibility was successfully demonstrated in vivo on various arteries of domestic pigs. It was shown how the Peterson’s modulus can be determined at known blood pressure leading to the determination of local arterial stiness. <br>The sensors developed for ligament strain measurements were applied to the anterolateral ligament which was recently identified as an autonomous structure. As expected the strains measured during specific movement patterns indicated that the anterolateral ligament contributes to stabilization of the knee during rotary motions. <br>Both measurement systems can be used in the field of medical research and demonstrate potential for applied clinical use