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Kooperation von TU München und Kommunikationsunternehmen Forschung an implantierbaren Sensoren für die Medizin

Redakteur: Christian Lüttmann

Gezielte Diagnosen erfordern umfassende Patientendaten. Um wichtige Informationen für Ärzte zu erfassen, haben sich die Technische Universität München und das japanische Kommunikationsunternehmen NTT zusammengetan. Sie wollen neuartige flexible Elektroden für medizinische Anwendungen entwickeln, die als diagnostische Tools für die Patientenpflege der Zukunft dienen könnten.

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Flexible Elektrode in Verbindung mit einem Nervenstrang
Flexible Elektrode in Verbindung mit einem Nervenstrang
(Bild: TU München/ Philipp Rinklin)

München – Gesundheit ist ein wichtiges und komplexes Thema, was vor allem auf viele Daten angewiesen ist: Je mehr über den Gesundheitszustand eines Patienten bekannt ist, desto leichter lassen sich Diagnosen stellen und gezielte Therapien entwickeln. Ein neuer Schritt in der Diagnostik wären daher implantierbare Sensoren, die bestimmte Parameter erfassen und für Ärzte ausspielen können. An einer solchen Sensorik arbeitet das Medical and Health Informatics (MEI) Lab von NTT Research, einer Abteilung des Kommunikationsunternehmens NTT. Gemeinsam mit der Neuroelektronik-Gruppe an der Munich School of Bioengineering der Technischen Universität München (TUM) hat das MEI Lab ein Projekt zur Entwicklung neuartiger flexibler Elektroden für medizinische Anwendungen gestartet.

Gegenstand der Kooperation ist die Weiterentwicklung der Bioelektronik. Langfristiges Ziel wird es sein, Sensoren zu entwickeln, die Patientinnen und Patienten implantiert werden können und dann im Organismus die Aktivität einzelner Nerven messen und darüber hinaus laufend über Veränderungen des Gesundheitszustands informieren.

Materialsuche für Medizinsensoren

In dem gemeinsamen Projekt wollen die Forscher zunächst Elektroden entwickeln, die gut verträglich sind und deren Form sich gezielt verändern und an die Gegebenheiten im Gewebe anpassen lässt. Während der Laufzeit des für mehrere Jahre angelegten Projektes wollen sie geeignete funktionelle Materialien identifizieren, für die Anwendung optimieren und deren Biokompatibilität bewerten. Aus den Materialien sollen die ersten dreidimensionalen Strukturen erzeugt werden.

Das neue Satellitenbüro von NTT Research, MEI Lab, befindet sich in der Nähe des TUM-Campus. Damit möchte NTT Research ein Zeichen dafür setzen, wie wichtig die Forschungsarbeiten für das Unternehmen an diesem Standort sind. „Durch die Arbeit mit dem Team der TUM hoffe ich, wissenschaftliche sowie technische Durchbrüche erzielen zu können“, sagt MEI-Lab-Leiter Dr. Hitonobu Tomoike. Und der Leiter der Neuroelektronik-Gruppe der TUM, Bernhard Wolfrum, ergänzt: „Gemeinsam werden wir wesentliche Fortschritte bei der Entwicklung flexibler Elektroden mit hoher Biokompatibilität erzielen können.“

Entwicklung biokompatibler Elektroden

Eine treibende Kraft des Kooperationsprojekts ist Dr. Tetsuhiko Teshima, der bereits auf verschiedenen Gebieten gearbeitet hat, die sich mit den Spezialgebieten der Neuroelektronik-Gruppe überschneiden. Teshima plant, zunächst leitfähige und biokompatible Materialien sowie neue Drucktechnologien zur Herstellung von Elektroden zu entwickeln und anschließend deren elektrochemischen Eigenschaften zu untersuchen. In einem nächsten Schritt will er neue, auf Nanomaterialien basierende Sensoren entwickeln, die im Körper eingesetzt werden können. Schließlich sollen mithilfe dieser neuen Sensoren Daten aus dem Gewebe gewonnen und für automatisierte Vorhersage- und Diagnostik genutzt werden.

In seinem ersten Projekt wird sich Teshima mit der Entwicklung zusätzlicher Transformierfähigkeit befassen. Dabei will er untersuchen wie sich die Form der Elektroden mithilfe äußerer Einflüsse gezielt verändern lässt. Beispielsweise möchte Teshima klären, welche Stimuli eine Veränderung anregen und wie sich dabei die elektrischen oder elektrochemischen Eigenschaften der Elektroden verändern. „Ich glaube, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre einige Arten weicher, flexibler und transformierbarer Produkte auf den Markt kommen werden, insbesondere im medizinischen Bereich“, sagt der Forscher. Das abschließende Ziel des Forschungsprojektes sollen neue prädiktive und diagnostische Tools für die Patientenpflege der Zukunft sein.

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