Intelligente Implantate

NeuHeart: A neuroprosthesis to restore the vagal-cardiac closed-loop connection after heart transplantation

Im Rahmen des Projekts NeuHeart wurde ein neuroprothetischer Ansatz entwickelt und vorklinisch validiert, der die Wiederherstellung der vagalen Kontrolle der Herzaktivität nach einer Herztransplantation unterstützt.

Herztransplantationen haben vollständigen Verlust der nervalen Steuerung der Herzaktivität zur Folge
Re-Innervation (insbes. der vagalen Steuerung) dauert Monate bis Jahre oder erfolgt nie. Folgen:
- Signifikant erhöhte Herzfrequenz im Ruhezustand
- Mangelnde Anpassung der Herzaktivität an Belastung
- Komplikationsrisiken ( Infarkt, Versagen,…)
Das System erlaubt Elektromodulation der durchtrennten Enden des Vagusnervs über ein spezielles Elektrodensystem. Bedarfsgesteuerte Regelung erfolgt durch einen auf oder in das Myokardium implantierten Sensor, der die Herzaktivität überwacht und an die Stimulatorelektronik rückmeldet.

Mikroelektrodensonden für die Neurotechnik - Fraunhofer IMM

NeuWalk: Neuroprostethic interface systems for restoring motor functions

Kernziel des Projekts NeuWalk war die Entwicklung und vorklinische Validierung einer neuartigen Methodik zur Wiederherstellung von Bewegungsfunktionen nach schwerer Rückenmarksverletzung. Das Verfahren beruht auf elektrischer Stimulation des Rückenmarks mit Hilfe spezieller Elektrodenanordnungen, die auf das Rückenmark implantiert werden.

An Ratten- und Affenmodellen wurde gezeigt, dass durch Beaufschlagung der Elektroden mit örtlich und zeitlich versetzten Impulssequenzen die Motorik der gelähmten Hinterbeine wieder in Gang gesetzt werden kann.
Das Verfahren wird gegenwärtig an der Uni-Klinik Lausanne (CHUV) an Patienten erprobt und weiterentwickelt.
Neben Rückenmarksverletzungen könnte das Verfahren auch zur symptomatischen Behandlung anderer neurodegenerativer Erkrankungen wie z.B. Parkinson, Dystonie oder Hirnschlagfolgen geeignet sein.

Neuroprothetik - Fraunhofer IMM

OsseoAcoustics: Implantatbewertung durch Schallemissionsmessung

Charakterisierung der Knochen-Implantat-Interaktion weit vor der Klinik
Das Problem: Rund 21% aller Hüft- und Knierevisionen entstehen durch Implantatlockerung. Klassische Tests messen meist nur die finale Versagenslast – zu spät, um frühe Schädigungsprozesse zu verstehen.
Unsere Lösung: Wir erweitern den mechanischen Push-Out-Test um hochsensible Schallemissionsmessung (SE). Grenzflächendefekte werden kontinuierlich detektiert, bereits vor makroskopischem Versagen. Komplementäre Biokompatibilitäts-Untersuchungen reduzieren das Entwicklungsrisiko weiter.
Unser Prüfstand kombiniert physikalische Lastdaten mit Schallemissionen, um initiales Versagen von Schädigungsprozessen zu erfassen.
Schnelles, reproduzierbares (In-vitro-)Variantenscreening für Material-, Oberflächen- und Implantatdesigns.
Entwicklung digitaler Zwillinge: Labordaten werden verwendet, um Materialermüdung und Bio-Interaktion zu simulieren, was zu weiterer Zeit-und Kostenersparnis führt.

OsseoAcoustics: Präzisere Implantatbewertung durch Schallemissionsmessung - Fraunhofer ITEM