Geweberegeneration durch Implantate
Zweite DFG-Förderung für die Entwicklung neuartiger, elektrisch aktiver Implantate
Elektrisch aktive Implantate, die Knochen und Knorpel regenerieren können oder das Hirn stimulieren, um Bewegungsstörungen beispielsweise bei Morbus Parkinson zu behandeln – daran forscht der Sonderforschungsbereich (SFB) 1270 „ELektrisch Aktive ImplaNtatE – ELAINE“ (Koordination: Uni Rostock). Im interdisziplinären Forschungsverband entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der FAU die notwendigen, elektrisch aktiven Biomaterialien. Der Sonderforschungsbereich wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in einer zweiten Runde bis 2025 mit circa 12,4 Millionen Euro weiter gefördert. Im SFB 1270 arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Elektrotechnik, Informatik, Mathematik, Maschinenbau, Materialwissenschaften, Physik, Biologie und Medizin zusammen.
Implantate, die Funktionen wiederherstellen
In einer alternden Bevölkerung werden medizinische Implantate immer bedeutsamer, um unterschiedliche Funktionen des menschlichen Körpers zu erhalten oder wiederherzustellen. Dafür entwickelt der SFB 1270 ELAINE Langzeitstimulatoren, die die Regeneration von Knochen und Knorpel anregen oder das Gehirn stimulieren, um Bewegungsstörungen zu behandeln. Die Implantate funktionieren dabei besonders energieeffizient oder völlig energieautark durch die Bewegung der Patientinnen und Patienten. Außerdem sind sie in der Lage, Daten zu senden und können flexibel programmiert werden. Dies ermöglicht neue medizinische Langzeitanwendungen und individuelle Behandlungen.
FAU entwickelt neue Biomaterialien
Das Team um Prof. Dr. Aldo R. Boccaccini, Leiter des Lehrstuhls für Werkstoffwissenschaften (Biomaterialien) an der FAU, entwickelt dabei neuartige, elektrisch aktive Biomaterialien für die Geweberegeneration. Neben der Erforschung neuer stimulierender Materialien, stellt das Team die Materialien auch im 3D-Drucker her. In der ersten Förderperiode von 2017 bis 2021 gelang es den Forscherinnen und Forschern um Prof. Boccaccini die Materialien durch sogenannten Hydrogele, also wassergeschwollene und Polymernetzwerke, in ihrer elektrischen Leitfähigkeit zu beeinflussen. Dies stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, um die Zellantwort und die Bildung von neuem Gewebe mit Hilfe von elektrischer Stimulation zu beeinflussen. In der zweiten Förderrunde bis 2025 wollen sie diesen Ansatz auch bei weiteren Materialien anwenden. „Wir fokussieren uns auf den 3D-Druck von verschiedenen Materialien wie Kunststoff, Keramik oder Gele. Wir hoffen, dass wir dabei neuartige Materialkombinationen entdecken und so komplexe Implantatlösungen zur Regeneration des Knorpels finden können“, erklärt Prof. Boccaccini.
Das grundsätzliche Ziel in der zweiten Förderperiode ist, eine elektrische Stimulation von Knochen- und Knorpeldefekten sowie tiefer Hirnregionen zu entwickeln, die Daten erfasst, verarbeitet, sich an individuelle Krankheitsgeschehen anpasst und dabei energieautark ist. Insgesamt wird das interdisziplinäre Forschungsprogramm neue Ansätze für biomedizinische Implantate aufzeigen und so die Chancen erhöhen, Gesundheitsprobleme der alternden Bevölkerung zu überwinden.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Aldo R. Boccaccini
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Biomaterialien)
aldo.boccaccini@fau.de