Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostische Implantate«

Diagnostik und Therapie Dank intelligenter Implantate

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostische Implantate« haben sich zwölf Fraunhofer-Institute unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT zusammengeschlossen, um intelligente Implantate zu entwickeln. Bislang gibt es vor allem rein passive Implantate, zu denen zum Beispiel Knochenplatten zählen. Intelligente »Theranostische Implantate« gewinnen zunehmend an Bedeutung, denn diese vereinen Diagnostik und Therapie in einem medizintechnischen Produkt.

In einem geschlossenen Regelkreis erfassen sie Vitalparameter und leiten auf dieser Grundlage therapeutische Maßnahmen ein. Ein Beispiel sind Herzschrittmacher: sie sind in der Lage den Bedarf an einer stärkeren Durchblutung, beispielweise bei sportlicher Betätigung, mit angepassten Stimulationsimpulsen zu regulieren. Theranostische Implantate erfassen verschiedenste Biosignale, verarbeiten und analysieren diese und übertragen sie nach außen an ein Empfangsgerät. Diese Signale bilden die Grundlage für eingeleitete therapeutische Maßnahmen in Form einer elektrischen, biochemischen oder mechanischen Intervention bzw. Stimulation.
Theranostische Implantate müssen über viele Jahre, in der Regel lebenslang, im Körper stabil funktionieren, obwohl sie dem ständigen Einfluss wachsender Zellen in einem feuchten und warmen Milieu ausgesetzt sind. Das ist eine große Herausforderung für die Entwicklung der hochkomplexen Systeme aus Sensoren, Aktuatoren, die zudem möglichst klein und leicht sein sollen. Eine hohe Biokompatibilität ist dabei die Grundvoraussetzung, sie müssen sich in die Gewebeumgebung integrieren, ohne eine Fremdkörperreaktion auszulösen.

Das Projektkonsortium wird im Leitprojekt drei Demonstratoren entwickeln. Deren Auswahl orientierte sich an Krankheiten, die einen hohen Kostenanteil im deutschen Gesundheitswesen verursachen. Dazu zählen Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krankheiten des Skeletts und neuromuskuläre Erkrankungen.

Um Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neuromuskuläre Erkrankungen sowie Krankheiten des Skeletts zu heilen oder zu mildern und die Lebensqualität zu erhalten, kommen in zunehmendem Maße medizinische Implantate zum Einsatz.

Konkret wird im Rahmen des Leitprojekts an folgenden Implantaten gearbeitet:

• Smarte Hüftgelenksprothese – Skeletaler Demonstrator Permanentmagneten effizienter herstellen
• Sensorimplantat zur Kontrolle des Blutkreislaufes – Kardio-vaskulärer Demonstrator
• Myoelektrische Handprothesensteuerung – Neuro-muskulärer Demonstrator

Weitere Informationen zu unserem Leitprojekt Theranostische Implantate finden sie auf unseren Webseiten.

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