Millionenförderung für Forschung an intelligenten Implantaten

Fördergelder für intelligente Implantate: Der interdisziplinäre Forschungsverbund SIIRI bündelt Expertise aus Medizin, Ingenieurwissenschaften und Materialforschung, um Implantate sicherer zu machen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den interdisziplinären Sonderforschungsbereich/Transregio 298 SIIRI („Sicherheitsintegrierte und infektionsreaktive Implantate“) mit mehr als zehn Millionen Euro in den nächsten dreieinhalb Jahren. Damit sollen weiterhin intelligente Implantate entwickelt werden. Vor vier Jahren war SIIRI erstmals gefördert worden.

Seitdem forschen mehr als 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam an der Entwicklung innovativer Strategien zur Verbesserung der Implantatsicherheit. Daran beteiligt sind die Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), die Leibniz Universität Hannover (LUH), das Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, die Technischen Universität Braunschweig sowie der Hochschule für Musik, Theater und Medien Hannover.

Inter- und transdisziplinäre Zusammenarbeit

„Dieser Erfolg zeigt, was mit vereinten Kräften gelingen kann“, so MHH-Präsidentin Prof. Denise Hilfiker-Kleiner. „Wir wollen die MHH als treibende Kraft für eine zukunftsweisende Gesundheitsforschung etablieren. Das geht nur in einem Netzwerk erstklassiger Partnerinnen und Partner – wie im SIIRI-Verbund. Ich gratuliere allen Beteiligten ganz herzlich.“

„Unsere Forschung an intelligenten Implantaten ist nur durch die enge inter- und transdisziplinäre Zusammenarbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Medizin, der Zahnmedizin sowie den Ingenieur-, Natur- und Sozialwissenschaften möglich“, betont SIIRI-Sprecherin Prof. Meike Stiesch, Direktorin der Klinik für Zahnärztliche Prothetik und Biomedizinische Werkstoffkunde und Forschungsdekanin der MHH.

Gemeinsam hat das Konsortium neue Strategien zur Implantatsicherheit erforscht. „Unsere Forschenden in Maschinenbau, Elektrotechnik, Chemie und Physik bringen ihre Kompetenzen unter anderem für die Entwicklung von Implantatwerkstoffen und geeigneter Sensortechnik ein“, ergänzt Co-Sprecher Prof. Hans Jürgen Maier, geschäftsführender Leiter des Instituts für Werkstoffkunde der LUH.

Luftfahrtwissen soll intelligente Implantate sicherer machen

Das SIIRI-Konsortium arbeitet laut MHH an neuen Sicherheitsstrategien für medizinische Implantate, indem unter anderem Lebensdauer- und Monitoringkonzepte aus den Ingenieurwissenschaften, wie sie zum Beispiel in der Luftfahrt zur Erhöhung der Sicherheit entwickelt werden, erstmals für die Anwendung in der Medizin erforscht werden. In den Ingenieurwissenschaften basieren sicherheitsrelevante Konzepte auf einem zuverlässigen Monitoring.

Durch regelmäßige Kontrollen wird eine mögliche Bauteilschädigung frühzeitig erkannt, deren Schweregrad gemessen und entsprechend reagiert. Dieses Wissen machen sich die SIIRI-Forschenden zu Nutze. Mittels zellbasierter, chemischer und physikalischer Detektionssysteme soll biologisches oder technisches Implantatversagen zukünftig frühzeitig erkannt und darauf entsprechend reagiert werden können. Das übergeordnete Ziel ist dabei stets eine nachhaltige Verbesserung der Implantat- und Patientensicherheit.

Digitale Zwillinge für lebenslange Nachverfolgung

Die SIIRI-Forschenden entwickeln gemeinsam intelligente Implantatsysteme für die Zahnmedizin und Orthopädie sowie Hörimplantate, die mit moderner Technologie erstmals ein kontinuierliches Monitoring der Implantatfunktion und damit eine Früherkennung von Komplikationen, wie etwa Infektionen, erlauben.

„Wir entwickeln intelligente Implantatsysteme, die über zellbasierte, chemische und physikalische sogenannte Closed-Loop-Systeme eigenständig eine frühzeitige Reparatur und damit Ausheilung einleiten können. Digitale Konzepte wie ein digitales Implantat-Lebenszyklus-Management und digitale Zwillinge ermöglichen die lebenslange Nachverfolgung von Implantaten und tragen damit maßgeblich zur Implantat- und damit auch Patientensicherheit bei“, erklärt Stiesch.

Enge Kooperation im NIFE

Keimzelle für diese interdisziplinäre Forschung ist das NIFE (Niedersächsisches Zentrum für Implantat-Forschung und Entwicklung), das im Medical Park Hannover als ein international sichtbares Forschungsinstitut etabliert wurde, Spitzenergebnisse in der experimentellen Forschung erzielt und für verschiedene Organsysteme in die klinische Anwendung bringt. Im NIFE werden biologische, biohybride und biofunktionalisierte Implantate entwickelt, mit denen ausgefallene Organfunktionen ersetzt oder wiederhergestellt werden sollen.