Smarte Implantate
Intelligente Implantate sollen künftig direkt am Knochen überwachen, wie gut Schienbeinbrüche heilen. Bei Bedarf werden sie den Heilungsprozess über gezielte Bewegung direkt an der Bruchstelle aktiv anregen. Daran arbeitet ein Forschungsteam am Universitätsklinikum des Saarlandes.
Knochenbrüche heilen schneller, wenn die Bruchstelle vorsichtig stimuliert wird. Ein Forschungsteam am Universitätsklinikum des Saarlands entwickelt deshalb ein intelligentes Implantat, das sozusagen Tag und Nacht optimale Krankengymnastik macht – ohne dass Arzt oder Patient etwas dafür tun müssen.
Bei Knochenbrüchen setzt die Medizin bisher auf Standardimplantate: auf Schienen, die mit dem gebrochenen Knochen verschraubt werden. Trotz dieser Schienen wachsen die Knochen nicht immer zusammen. Bei Unterschenkelbrüchen kommt es in mehr als jedem zehnten Fall zu Komplikationen. Die Betroffenen leiden an Schmerzen und brauchen Nachbehandlungen.
Am Universitätsklinikum des Saarlandes entwickelt nun ein interdisziplinäres Team intelligente Implantate, welche die Heilung beschleunigen und verbessern sollen. Das Implantat stabilisiert den gebrochenen Knochen nicht nur. Es liefert auch Informationen darüber, wie gut oder schlecht der Bruch verheilt und warnt vor Fehlbelastungen. Falls die Heilung nicht optimal verläuft, reagiert es darauf.
Wirken beispielsweise zu starke Kräfte auf die Fraktur, versteift sich das Implantat und schont damit den Knochen. Bewegt sich der Patient zu wenig, verformt es sich und wird flexibler, sodass der Knochen stärker belastet wird. Es kann extern überwacht werden, etwa von einem Rechner oder einem Smartphone. Nach der Heilung wird es entfernt. Das Projektteam, koordiniert von der Werner Siemens-Stiftungsprofessorin Bergita Ganse, möchte bis 2025 einen ersten Prototyp eines solchen smarten Implantats entwickelt haben.
Zahlen und Fakten
Projekt
Das Universitätsklinikum des Saarlandes entwickelt auf der Basis von neuartigen Technologien aus der Materialtechnik intelligente Implantate, welche die Heilung von komplizierten Knochenbrüchen verbessern sollen, indem sie den Heilungsprozess überwachen und bei Bedarf autark steuern.
Unterstützung
Die Werner Siemens-Stiftung finanziert die Planung, die wissenschaftliche Erarbeitung und Entwicklung eines
Prototyps des intelligenten Implantats sowie dessen Validierung im Rahmen von Tierversuchen.
Mittel der Werner Siemens-Stiftung
8 Mio. Euro für 6 Jahre
Projektdauer
2019–2025
Projektleitung
Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum des Saarlandes, Deutschland: PD Dr. Marcel Orth, Prof. Tim Pohlemann, Prof. Tina Histing, Dr. Mika Rollmann, Dr. Johannes Braun
Projektpartner
Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Technische Mechanik: Prof. Stefan Diebels, Dr. Michael Roland;
Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik (ZeMA): Prof. Stefan Seelecke, Dr. Paul Motzki;
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI):
Prof. Philipp Slusalleck, Dr. Tim Dahmen