ERC-Grant für bessere bioelektroni­sche Implantate

Für die Entwicklung spezieller Beschichtungen von bioelektronischen Implantaten erhält Prof. Ivan Minev, Else Kröner Fresenius Zentrum (EKFZ) für Digitale Gesundheit an der Technischen Universität Dresden und Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF), einen Proof-of-Concept-Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC).

Implantierbare Elektrodenarrays sind ein wichtiger Bestandteil von Neuro-Prothesen. In der Klinik werden sie eingesetzt, um durch Verletzungen oder degenerative Erkrankungen geschädigte Funktionen des Nervensystems wiederherzustellen. Beispiele sind Cochlea-Implantate sowie Tiefenhirn- und Rückenmarkstimulatoren. Bisherige Systeme haben jedoch Schwächen. Die aktuell verwendeten Implantate bestehen meist aus Metallen wie Platin, die in Silikon eingebettet sind. Diese Materialien zeichnen sich durch mechanische Eigenschaften aus, die sich stark von denen umliegender Gewebe unterscheiden. Das erschwert eine langfristige, optimale Integration ins Gewebe und kann Entzündungen oder Narbenbildung verursachen.

Biologisches Gewebe mit elektrischen Systemen verbinden

Ein vielversprechender Lösungsansatz liegt in bioelektronischen Materialien, die biologische Gewebe mit elektrischen Systemen verbinden. „Unsere spezielle Beschichtung basiert auf einem bio-inspirierten Hydrogel, einem weichen Material, das zum Großteil aus Wasser besteht. Durch den Einbau von leitfähigen Polymeren erreichen wir ausgezeichnete elektrische Eigenschaften. Damit hat unsere Beschichtung ähnliche Eigenschaften wie biologisches Gewebe. Wir hoffen, dass dies einen entscheidenden Einfluss auf die Etablierung einer guten biologischen und elektrischen Schnittstelle haben wird“, erklärt Minev, Professor für Electronic Tissue Technologies am EKFZ für Digitale Gesundheit an der TUD und dem Leibniz-IPF. Für seine bisherige Forschung erhielt er bereits Förderungen des ERC – einen Starting Grant und einen Consolidator Grant.

Vom Labor zur klinischen Anwendung

Das Projekt umfasst umfangreiche Tests zur Charakterisierung der neuen Beschichtung sowie im späteren Verlauf deren Untersuchung in präklinischen Studien. PD Dr. Witold Polanski, Neurochirurg am Universitätsklinikum Dresden, bringt dabei wertvolle klinische Expertise ein: „Diese Förderung ermöglicht es uns, die Brücke zwischen Grundlagenforschung und klinischer Anwendung zu schlagen. COATARRAY hat das Potenzial, die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit von implantierten Elektrodenarrays signifikant zu steigern – was vor allem für Patientinnen und Patienten von großem Nutzen wäre.“

Bereits in einer frühen Phase des Projekts werden Marktpotenziale analysiert und regulatorische Anforderungen geprüft. Dabei unterstützen Experten aus dem Regulatory Affairs Office des EKFZ für Digitale Gesundheit. Gemeinsames Ziel ist es, neue Medizinprodukte möglichst rasch in die klinische Anwendung zu bringen. Neben den regulatorischen Vorgaben werden auch potenzielle Patente und eine spätere Kommerzialisierung frühzeitig berücksichtigt. Unterstützung in diesem Bereich leistet das TUD|Excellence Center for Innovation, Transfer and Entrepreneurship (TUD|excite). Das Schweizer Start-up Neurosoft Bioelectronics wird einige der Elektrodenarray-Designs liefern, an denen die Beschichtung getestet wird.

„Ich bin dankbar für die Möglichkeit, unsere translationale Forschung auf dem Gebiet der Bioelektronik durch die Förderung des ERC weiter vorantreiben zu können. Unser Ansatz könnte nicht nur bestehende neuro-prothetische Systeme verbessern, sondern auch völlig neue Behandlungsmethoden ermöglichen. Ich hoffe, dass unser Projekt dazu beiträgt, die Lebensqualität von Patientinnen und Patienten in Zukunft nachhaltig zu verbessern“, betont Minev.

Durchgeführt wird das Projekt in Zusammenarbeit zwischen dem EKFZ für Digitale Gesundheit, der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Dresden sowie mit Unterstützung des TUD|Excellence Center for Innovation, Transfer and Entrepreneurship (TUD|excite). Das Projekt wird über einen Zeitraum von 18 Monaten mit einer Summe von 150.000 Euro gefördert.