Teilprojekt eines Verbundes

Entwicklung eines miniaturisierten Sensorsystems

Förderkennzeichen: 01EK2107A
Fördersumme: 1.073.425 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Prof. Dr. Oliver Hayden
Adresse: Technische Universität München, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik
Einsteinstr. 25 (Geb. 522)
81675 München

Ziel des SWi2M-Projekts ist es, neue sensorisierte Interims-Implantate ‑ sogenannte SmartSpacer ‑ zu entwickeln, die zeitweise ‑ nach Entfernung infizierter Endoprothesen ‑ in den Körper eingebracht werden, um erstmalig den Verlauf der Infektbehandlung auf Basis relevanter Biomarker exakt zu überwachen und somit eine optimierte und patienten-individualisierte Therapie zu ermöglichen. Das Vorhaben ist in vier Abschnitte untergliedert: 1) Entwicklung des Sensorsystems (SS): Hier steht die Entwicklung eines multiparametrischen Sensorsystems im Fokus, welches zur Digitalisierung von Knie-Spacer-Implantaten eingesetzt werden kann. Durch die Auswertung klinischer Arbeitsabläufe werden Sensoroptionen identifiziert, um klinische Biomarker zu priorisieren, die für die in vivo-Sensorik mit Hilfe eines SmartSpacer geeignet sind. Das Sensorsystem wird ermöglichen, den Patientenstatus drahtlos und kontinuierlich zu überwachen. 2) Biologische/Biomechanische Bewertung des Sensorsystems: Es werden mikrobiologische Nachweisgrenzen der optischen Sensoren ermittelt und notwendige Sensoroptimierungen durchgeführt. Darüber hinaus wird das SS an Spacergeometrien angepasst, um den Einsatz sowohl in Schweine-, als auch Humanpräparaten zu realisieren. 3) Vorbereitung der präklinischen Anwendung: Anhand von numerischer Fluidik und thermodynamischer Berechnungen werden Fließverhalten des Polymethylmethacrylat und dessen Aushärtungseffekte auf das SS simuliert. Des weiteren werden die Sensoriken miniaturisiert, zur Vorbereitung auf den Einsatz in der tierexperimentellen Studie. 4) Präklinische Bestätigungsstudie: Während der laufenden Tierstudie wird sowohl die technische Funktionalität des neuartigen SmartSpacers als auch die kontinuierliche Erfassung und Speicherung der Daten sichergestellt. Die erhobenen in vivo-Datensätze werden nach den einzelnen Versuchen analysiert und hinsichtlich etwaiger nötiger Anpassungen des SmartSpacers bzw. des SS evaluiert.