Ärzte Zeitung online, 13.04.2015

Hannover Messe

Marktplatz auch für MedTech-Innovationen

Zukunftsweisende medizintechnische Lösungen präsentieren deutsche Forscher auf der am Montag gestarteten, weltgrößten Industriemesse.

Von Matthias Wallenfels

Marktplatz auch für MedTech-Innovationen

In Hannover zeigt die TU Darmstadt das Exponat PAKO, Prototyp einer Orthoprothese.

© Katrin Binner/TU Darmstadt

HANNOVER. Am Montag hat mit der Hannover Messe 2015 die diesjährige Auflage der weltweit wichtigsten Industriemesse ihre Tore geöffnet.

Auch medizintechnische Fragestellungen werden in den Reihen der 6500 Aussteller bis Freitag im Rahmen der fünf zentralen Themenbereiche Industrieautomation und IT, Antriebs- und Fluidtechnik, Energie- und Umwelttechnologien, Industrielle Zulieferung, Produktionstechnologien und Dienstleistungen sowie Forschung und Entwicklung präsentiert.

So zeigt die TU Darmstadt im Bereich Medizintechnik ihr Projekt PAKO - Gehen mit Federn und Motoren. Am Lauflabor der TU Darmstadt werden Versuchsplattformen berechnet und realisiert, mit denen der natürliche Gang bestmöglich simuliert werden kann.

Es werden Prototypen entwickelt, die zunächst für gesunde Menschen gebaut werden, um dort die Bewegungsmodelle direkt implementieren zu können.

Deutsche Exzellenz-Unis am Start

Für Venio Piero Quinque, Geschäftsführer der Exzellenz-Uni-Vereinigung TU9, zu der die TU Darmstadt gehört, ist das Exponat PAKO ein Beispiel dafür, "dass bei den Zukunftsthemen Industrie 4.0 und Medizintechnik sowie Elektromobilität und IT-Sicherheit die TU9-Universitäten wegweisende Forschungsbeiträge vorzuweisen" haben.

PAKO (Powered Ankle Knee Orthoprosthesis) ist laut TU Darmstadt der Prototyp einer Orthoprothese - einer Kombination aus einer Bewegungen stabilisierenden und führenden Orthese und einer Bewegungen übernehmenden Prothese -, die den gesunden Fuß umfasst und ersetzt.

Die Forscher wollen mit PAKO untersuchen, was den Gang ökonomischer macht. Durch Modelle abgeleitete Konzepte sollen im Hardwareversuch auf ihre Funktionalität geprüft werden.

Technische Äquivalente treten an die Stelle der biologischen Strukturen: Die Wadenmuskulatur wird durch einen Motor und die Sehnen und Bänder werden durch Federn ersetzt.

Im PAKO-System seien dabei deutlich mehr Sensoren eingebaut als benötigt, um verschiedene Kontrollkonzepte testen zu können, heißt es.

Zusätzlich sei auch die Steifigkeit der eingebauten Federn veränderbar, um im Experiment die Notwendigkeit dieser Eigenschaft für robotische Systeme zu überprüfen. Das PAKO System werde von Nichtamputierten getragen.

Implantatoberflächen im Fokus

Das zur Helmholtz-Gemeinschaft gehörende Karlsruher Institut für Technologie (KIT) fokussiert in Hannover (anti-)thrombogene Oberflächen von Implantaten.

Die Mechanismen, die die Blutgerinnung an einer Fremdoberfläche bestimmen, sind laut KIT komplex und noch nicht vollständig erforscht. Das Zellverhalten wie Anhaftung, Zellteilung und Differenzierung werde durch die Oberflächeneigenschaften eines Implantats beeinflusst.

Für Integration und Verträglichkeit eines Implantats im Körper spielen daher die Oberflächeneigenschaften der Werkstoffe eine entscheidende Rolle, so das KIT. Amorphe Kohlenstoffschichten seien als biokompatible und blutverträgliche Werkstoffe bekannt.

Sie würden durch nichtreaktives Magnetron-Sputtern auf Materialien wie Titan, Titanlegierungen, nichtrostende Stähle oder Polymere abgeschieden. Neu sei die maßgeschneiderte Einstellung der Biofunktionalität von Kohlenstoffoberflächen.

Dabei bestehe ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Oberflächenenergie der amorphen Kohlenstoffschichten und ihrer Thrombogenität: Schichten mit einer niedrigen Oberflächenenergie besäßen ein thrombozytenanziehendes Verhalten (thrombogene Kohlenstoffschichten), während Schichten mit einer hohen Oberflächenenergie ein thrombozytenabstoßendes Verhalten (anti-thrombogene Schichten) aufwiesen.

Mit der Wahl der Prozessparameter lassen sich, so das KIT, Morphologie und Konstitution der Schichten systematisch einstellen. Damit ließen sich Implantate mit anti-thrombogenen Schichten oder Werkstoffe für biotechnologische oder pharmazeutische Anwendungen mit thrombogenen Schichten versehen.

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