Biohybride Medizinsysteme

 

Abgeschlossene Forschungsprojekte

 

Technische Medizinsysteme (z. B. Unterstützungssysteme oder Implantate) zählen zum etablierten Behandlungsstandard, sind jedoch hinsichtlich ihrer Funktionalität und Lebensdauer begrenzt. Bezüglich der Wiederherstellung von Organfunktionen wurde vor gut 10 Jahren ein Paradigmenwechsel vom technischen hin zum rein biologischen System propagiert. Die Vision vom komplett körpereigenen, rein biologischen Implantat konnte trotz intensiver Forschungsbemühungen und hoher Investitionen bis heute nur in wenigen Bereichen klinisch realisiert werden.

Zwischen diesen beiden Extremen – rein technisch bzw. rein biologisch – steht das „biohybride“ Medizinsystem. Biohybride Medizinsysteme bestehen aus biologischen und technischen Anteilen. Sie kombinieren die Vorteile beider Ansätze, indem sie eine zelluläre Komponente für die biologische Funktion mit einer gut berechenbaren und reproduzierbar gestaltbaren technischen Komponente als Matrix für die biomechanische Grundstabilität verbinden. Technische Komponenten reichen von künstlichen Gerüststrukturen aus dauerhaften oder bioresorbierbaren Biomaterialien, über mechatronische Geräte und Systeme auf einer makro- bis mikroskopischen Größenskala, bis hin zu nanoskaligen Trägermaterialien, die bildgebend darstellbar und pharmazeutisch dotiert sein können. Bei den biologischen Komponenten kann es sich um Biomoleküle, Zellen, Gewebe oder Blut handeln. Biohybride Medizinsysteme können ex vivo für die diagnostische Zwecke dienen, extrakorporal über den Blutkreislauf mit dem Organismus verbunden sein (z. B. als Lungen- oder Leberunterstützung), als (Ersatz-)Implantat in den Körper eingebracht oder als Wirksystem (Depot für Wirkstoffe, in vivo-Bildung von Biomolekülen) implantiert sowie als (nano- bis mikroskaliges), Wirkstoff-Transport und Diganostiksystem in das Blutgefäßsystem injiziert werden.

 

Entwicklung der medizintechnischen Forschung

Wandel der medizinischen Forschung Urheberrecht: MedST

Biohybride Medizinsysteme verbinden die positiven Eigenschaften biologischer Komponenten (Bio-/Hämokompatibilität, Remodeling, Autoreparation) mit denen von technischer Komponenten (biomechanische Stabilität, Reproduzierbarkeit)