Gesundheit und Umwelt – Medizintechnik

Die medizintechnische Forschung in Deutschland ist umfangreich, vielfältig und interdisziplinär. Sie ist nicht ohne Grund eines der wichtigsten Innovationsfelder innerhalb der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Unter Einsatz neuester Technologien werden wirksame Verfahren und Produkte entwickelt, um Diagnose, Vorsorge, Therapie, Pflege und Rehabilitation von Patienten zu verbessern. 

Gesundheit und Umwelt

Referenzprojekte - Medizintechnik

Deutlich verbesserte Glaskeramiken: Neue Zähne: hochfest – und sofort einsetzbar

Was tun, wenn der Zahn nicht mehr zu retten ist? Ein künstlicher Ersatz muss her. Zahnärzte wie Patienten wünschen sich ein Produkt, das farbecht, fest – und so schnell individuell anzupassen ist, dass der Patient im Zahnarztstuhl darauf warten kann. Dr. Bernhard Durschang und Dr. Jörn Probst vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC haben genau solch einen Zahnersatz entwickelt.

Glaskeramiken galten in der Zahnmedizin als ausgereizt. Die neue Entwicklung aber führt das Material in die Zukunft, denn sie bietet gleich mehrere Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Glaskeramiken: Die Farbe des Zahnersatzes lässt sich optimal an die Zahnfarbe des Patienten anpassen – und so schnell und individuell einsetzen, dass der Patient im Zahnarztstuhl darauf warten kann. Zudem ist er mit 450 bis 500 Mega-Pascal deutlich fester als herkömmliche Glaskeramiken mit rund 350 MPa.

Das Projekt reichte von der ersten Lösungsidee über die Materialentwicklung bis zur CI-zertifizierten Produktionsanlage. Mittlerweile ist die neuartige Glaskeramik bereits bei vielen Zahnärzten im Einsatz. Der Jahresumsatz dieser Glaskeramiken bei den beiden Partnerfirmen liegt schon jetzt im zweistelligen Millionenbereich – mit jährlichen Wachstumsraten von rund 20 Prozent.

Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Leberkrebs ist die weltweit zweithäufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle und nimmt im Gegensatz zu anderen Krebsarten weiter zu. Die chirurgische Entfernung der Krebsherde ist für Mediziner aufgrund der komplexen Gefäßsysteme der Leber und der individuellen Lage der Tumoren eine schwierige Aufgabe.

Am Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS wurde eine Software entwickelt, die radiologische Daten analysiert und die seit 2014 als Medizinprodukt eines Industriepartners in Krankenhäusern verfügbar ist. Damit können Chirurgen auch schwierige Eingriffe vorab planen und das Risiko eines postoperativen Leberversagens minimieren. Gemeinsam mit Klinikern weltweit wurde ein Standard geschaffen, der als MEVIS-Analyse in der Leberchirurgie bekannt ist und für den Wissenschaftler von MEVIS im Jahr 2018 den Joseph-von-Fraunhofer-Preis erhielten.

Planung und Risikoanalyse für die chirurgische Entfernung eines zentral gelegenen Lebertumors.
© Fraunhofer MEVIS

Planung und Risikoanalyse für die chirurgische Entfernung eines zentral gelegenen Lebertumors.

Krebsforschung Mikrolochchip: Einzelne Zellen auf dem Präsentierteller

Der neue Mikrolochchip kann 200 000 einzelne Zellen an einer exakten Position fixieren.
© Fraunhofer IBMT

Der neue Mikrolochchip kann 200 000 einzelne Zellen an einer exakten Position fixieren.

Tumorzellen, die im Blut zirkulieren, sind ein Indikator dafür, ob und wie gut eine Krebstherapie wirkt. Fraunhofer-Forscher haben einen Mikrolochchip entwickelt, der eine Identifizierung und Charakterisierung der Zellen ermöglicht – und das innerhalb weniger Minuten. Der Mikrolochchip kann bis zu 200 000 einzelne Zellen »einfangen« und für die Analyse fixieren.

DigiPhobie – Vorwettbewerbliche Entwicklung eines digitalen Therapiesystems zur häuslichen Behandlung von spezifischen Phobien

Im BMBF-Projekt »DigiPhobie« wird ein digitales Therapiesystem entwickelt, das die häusliche Durchführung der Expositionstherapie für Arachnophobiker ermöglicht. Dieses innovative System besteht im Wesentlichen aus einer digitalen Therapieumgebung, einer tragbaren Datenbrille (Virtual- oder Augmented-Reality) und tragbaren Sensoren, die Vitalparameter während einer Therapiesitzung messen (Biofeedback). Das Fraunhofer IBMT übernimmt die Aufgaben in der Softwareentwicklung und Systemrealisierung für die Biofeedback-Steuerung sowie die Softwareentwicklung zum Therapiemanagement und zur Prognose des Therapieerfolgs.

»SteriHealth« – Für bessere Hygiene in der Medizin

Im Projekt SteriHealth forschen Fraunhofer-Wissenschaftler an Lösungen, um das Infektionsrisiko durch verschmutztes Operationsbesteck zu mindern. Die Forscher wollen eine Prozesskette erarbeiten, um verpackte Medizinprodukte für Krankenhaus, Arztpraxis und Altenpflege keimfrei zu machen – von der Herstellung über die Verpackung bis zur Anwendung – preiswert und vor Ort.

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Fraunhofer-Einrichtungen

»Hospital Engineering Labor« im Fraunhofer-inHaus-Zentrum in Duisburg

Das Hospital Engineering Labor ist eine Kooperationsplattform der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Labor bündelt die Potenziale mehrerer Fraunhofer-Institute und die Kompetenzen zahlreicher Wirtschaftspartner. Neue Lösungen für den klinischen Bereich können somit entwickelt, getestet und demonstriert werden, bevor sie final auf den Markt kommen. Kliniken erhalten die Möglichkeit, Effizienzsteigerungen und Versorgungsverbesserungen durch den Einsatz von technischen Innovationen im Krankenhaus kennen zu lernen, ohne sie direkt im eigenen Haus im Livebetrieb einsetzen zu müssen.

Hydraulik-Antrieb für den OP-Roboter der Zukunft

Roboter können den Arzt beim Aufspüren und Behandeln von Tumoren unterstützen, indem sie etwa eine feine Sonde an der richtigen Stelle positionieren. Damit die Robotik bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie nicht stört, haben IPA-Ingenieure eine neue Antriebstechnik entwickelt.