Nachrichten aus dem Knochen

Mikroelektronik in Implantaten überwacht die Heilung von Knochenbrüchen
Mit intelligenter Mikroelektronik ausgestattete Knochenimplantate senden Informationen aus dem Knocheninnern. So lässt sich die Heilung von Knochenbrüchen "vor Ort" überwachen und die Behandlung individuell anpassen. Das Projekt ist einer der Gewinner des Innovationswettbewerbs Medizintechnik 2007. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit bis zu 1,5 Millionen Euro für die Durchführung eines Transferprojekts gefördert. Die Industrie beteiligt sich mit einem erheblichen finanziellen Eigenanteil an dem Projekt.


Nägel, Platten, Schrauben und Prothesen, die bei Knochenbrüchen eingesetzt werden, sollen künftig wichtige Informationen aus dem Innern des Knochens senden. Dazu entwickeln Wissenschaftler ein intelligentes mikroelektronisches System, mit dem sie Implantate ausstatten wollen. Ärzte könnten mit der neuen Technik die Knochenheilung ohne Röntgenstrahlen kontrollieren und die Behandlung individuell anpassen. So ließe sich etwa beurteilen, ob ein Patient das betroffene Bein oder den Arm bereits stärker belasten darf oder andere therapeutische Maßnahmen notwendig sind, um die Heilung zu verbessern.

Sensoren und ein Transponder im Miniaturformat sollen in die Metallimplantate integriert werden und dort die mechanische Beanspruchung messen. Anschließend werden die Messwerte an ein externes Gerät - beispielsweise den Computer in der Praxis des behandelnden Arztes - übertragen. Dieser kann dann die Therapie telemetrisch überwachen. Empfänger kann auch ein Apparat sein, der dem Patienten mit optischen oder akustischen Signalen anzeigt, ob er den Knochen richtig belastet. Denn damit sich das Knochengewebe nach einem Bruch festigt, muss die verletzte Gliedmaße bewegt werden. Wichtig ist dabei die richtige Dosierung: Lastet zu früh ein zu hohes Gewicht auf dem noch fragilen Gewebe, kann der Bruch nicht richtig ausheilen. Die neuen Implantate verbessern nicht nur die ärztliche und krankengymnastische Behandlung, sondern geben darüber hinaus dem Patienten mehr Sicherheit beim selbstständigen Training zu Hause.

Mikroelektronik in Metallimplantaten: Die Metallplatte wird an den Knochen geschraubt, um die Knochenbruchstücke miteinander zu verbinden. In das Implantat sind Sensoren und ein Transponder integriert, die Stabilität und Belastung des Knochens messen und übertragen.


Ansprechpartner:
Priv.-Doz. Dr. Klaus Seide, Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Hamburg, Labor für Biomechanik, Bergedorfer Straße 10, 21033 Hamburg,
Tel.: 040 7306-1616, Fax: 040 7306-2799,
E-Mail: k.seide@buk-hamburg.de

Kooperationspartner:
Prof. Dr. Peter Augat, Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Murnau, Biomechanisches Labor, Prof.-Küntscher-Straße 8, 82418 Murnau

Dr. Felix Capanni, litos/ GmbH & Co. KG, Rudorffweg 12-13, 21031 Hamburg

Prof. Dr.-Ing. Jörg Müller, Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mikrosystemtechnik, Eißendorfer Straße 42, 21073 Hamburg

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Otto, TiJet Medizintechnik GmbH, Röntgenstraße 7 a, 24143 Kiel

Dipl.-Ing. Michael Schirmeier, livetec GmbH, Marie-Curie-Straße 8, 79539 Lörrach