Biomedizintechnik

Fasern als Grundbausteine von Implantaten schaffen einen zunehmend wichtigen Schwerpunkt in der Medizin und Gesundheitswirtschaft. Die einstellbaren mechanischen Eigenschaften der flexiblen textilen Materialien und das hervorragende Verhältnis von Oberfläche zu Volumen sind wesentliche Gründe für den wachsenden Einsatz im Bereich der Medizin. Der native Aufbau verschiedener Organe, wie Knochen und Blutgefäße, sowie die fibrillen Strukturen im menschlichen Körper, wie Muskeln, Sehnen und Bänder, lassen sich besonders gut mittels textiler Strukturen nachahmen.

Wissenschaftler des ITM forschen zusammen mit Kooperationspartnern aus verschiedenen Kliniken und medizintechnischen Unternehmen weltweit entlang der Wertschöpfungskette vom Biomaterial bis zur (prä-)klinischen Erprobung faserbasierter Implantate, um neue Produkte zu entwickeln und diese zukünftig im Medizinbereich zu etablieren. Im Mittelpunkt der aktuellen F&E-Arbeiten steht vor allem die simulationsgestützte Technologieentwicklung für die Fertigung individueller, anwendungsspezifischer, komplexer Implantate für die Regeneration von Hart- und Weichgewebedefekten mittels verschiedener textiler Techniken, wie Weben, Flechten, Stricken und Wirken, elektrostatischem Flocken sowie den zunehmend im Fokus stehenden additiven Herstellungsverfahren.

Das ITM verfügt über folgende Kompetenzen auf diesem Gebiet:

maßgeschneiderte Entwicklung von Produkten vom Polymer bis zum Implantat als:
- resorbierbare und nichtresorbierbare Biomaterialien,
- Zellträger für die Regenerative Medizin,
- Funktionsersatz von natürlichem Gewebe (z. B. Stents, Gefäßprothesen, Herzklappen, Knochen- und Knorpelimplantate),
- Kraftübertragungselemente und Kunststoffverstärkungen in Form von Band-, Sehnen- und Gelenkersatz sowie
- Gewebeunterstützung, beispielsweise für Bandaugmentation und Leistenbruchfixierung sowie Hilfsmittel (z. B. Nahtmaterial, Bauchdeckenverschluss),
Modellierung und Simulation von faserbasierten Strukturen und Prozessen,
Umsetzung von lastangepassten, endkonturnahen und materialeffizienten Strukturen,
Entwicklung und Konstruktion von unikalen (miniaturisierten) Maschinen sowie von additiven Fertigungsverfahren,
Biosensorentwicklung und Aufbau von Mess- und Prüfständen,
Chemische, physikalische und zellbiologische Analysen der entwickelten Biomaterialien, Scaffolds und Implantate sowie
Qualitätsmanagement für die Herstellung medizinischer Produkte.