Prothetik: Neue Entwicklungen zur Rekonstruktion des Körpers

Kollaboration von EMPA und Metoxit AG: Langlebigere Hüftprothesen
Patienten erhalten Hüftprothesen, z.B. als Ersatz von Hüftgelenken bei Arthrose. Ein künstliches Hüftgelenk besteht aus einer Kappe (sog. Resurfacing-Prothese) und einer Pfanne, die in diese Kappe hineinpasst und am Oberschenkelknochen befestigt wird. Heute müssen künstliche Hüftgelenke nach 15–20 Jahren ersetzt werden, weil sie sich aufgrund des Abriebs zwischen den verschiedenen Bestandteilen zu lockern beginnen (sog. aseptische Lockerung der Prothese). Kappe und Pfanne passen mit der Zeit nicht mehr optimal ineinander. Eine Prothese kann nicht beliebig oft ersetzt werden, weil bei jeder Ersetzung tiefer in den Oberschenkel eingegriffen (gebohrt) wird, um die Prothese zu fixieren. Die Kappen der Prothese bestehen aus Metall. Sie bergen unterschiedliche gesundheitliche Gefahren für Patienten, weil durch die Reibung von Kappe und Pfanne Metallteilchen in den Körper geraten und so Allergien, Entzündungen oder andere Probleme auslösen können (LETIZIA KRUMMENACHER, Hüftgelenksprothese als Kappe, EMPA News – Magazin für Forschung und Innovation, 2015, 10).
Die EMPA und die Metoxit AG, unterstützt von der Kommission für Technologie und Innovation KTI, entwickeln gemeinsam künstliche Hüftgelenke aus Hochleistungskeramik. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, dass solche Hüftgelenke keine Metallteilchen mehr in den Körper eines Patienten abgeben und sich der Halt zwischen Pfanne und Kappe verbessert. Die Hüftprothesen werden aus einem Stück hergestellt, nicht wie bisher aus verschiedenen Teilen. Zudem hat die Hochleistungskera- mik einen geringeren Abrieb als Prothesen aus Metall. Metoxit AG hat bereits Produkte für Zahnimplantate aus Hochleistungskeramik auf den Markt gebracht (KRUMMENACHER, 10; http://www. metoxit.com/deutsch/, 31. Oktober 2016). Die Stabilität dieser Keramikgelenke ist eine Herausforderung. Dazu müssen Knochenzellen an der Oberfläche anwachsen können. An solchen Zellbesiedlungsversuchen forschte ein EMPA-Team bis 2015 (KRUMMENACHER, 11).
Spin-Off ZuriMED Technologies AG: Optimierter Kreuzbandersatz
Schweizweit erleiden über 6’000 Personen pro Jahr einen Riss des vorderen Kreuzbands (Der Balgrist, ZuriMED Technologies AG – Erfolgreiches Spin-Off- Unternehmen, Jahresbericht 2015, 7). Herkömmliche Operationen ziehen teils lange Heilungsprozesse und jahrelange Schmerzen nach sich.
Die ZuriMED Technologies AG ist ein 2015 gegründetes Spin-Off aus dem Forschungslabor für Orthopädische Biomechanik der Universitätsklinik Balgrist und der ETH, und bietet unterschiedliche Methoden zur Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes im Knie an. Dabei stehen ein Oberschenkelsehnen-Transplantat sowie ein Knochen-Sehnen-Knochen Transplantat im Vordergrund. Das Team von ZuriMED hat seit 2009 drei vollfunktionsfähige Implantate entwickelt, getestet und patentiert (About ZuriMED, http://zurimed.com/de/#About, 31. Oktober 2016). Die sog. BTB-Conversion-Kit Methode kombiniert fortschrittliche Biomaterialien, «welche die Einheilung des Transplantates beschleunigen, ein besseres Einwachsen ermöglichen und die Rehabilitationszeit verkürzen».
ZuriMED hat 2015 im Venture-Kick-Finale ein Startkapital von CHF 130’000 gewonnen und konnte in einer Finanzierungsrunde CHF 1,5 Millionen für ihre Marktzulassung sichern (ZuriMED Team gewann den Venture Kick Finale, http://zurimed.com/ de/zurimed-team-gewann-den-venture-kick-finale/, 10. September 2015). Anfang 2016 nahm ZuriMED an der GoGermany2016 Roadshow teil, die vom Institut für Jungunternehmen (IFJ) konzipiert wurde und Startups aus der Schweiz bei ihrer Internationalisierung unterstützt (#GoGermany2016: 20 Schweizer Startups erobern den deutschen Markt, http://www. ifj.ch/GoGermany2016-20-Schweizer-Startups-erobern-den-deutschen-Markt, 28. Januar 2016). 2017 soll das Produkt von ZuriMED auf den Markt kommen (Der Balgrist, 7).
Technologien: Mensch und Roboter am ETHZ Cybathlon
Am 8. Oktober 2016 fand an der ETH Zürich der erste Cybathlon oder «Prothesen-Wettkampf» statt. Menschen, die an einer körperlichen Behinderung litten, massen sich in verschiedenen Disziplinen, unterstützt durch Hightech-Prothesen, geländegängige Rollstühle und andere technische Hilfsmittel. Hochschulen, universitätsnahe Organisationen und private Unternehmen aus 25 Ländern entwickelten die Prothesen für den Cybathlon. Die meisten Prothesen basieren auf Robotik-Entwicklungen (NIK WALTER/AMANDA ARROYO, Fast nur Sieger am Cybathlon, Tagesanzeiger online, 10. Oktober 2016, http://www.tagesanzeiger.ch/wissen/technik/ Fast-nur-Sieger-am-Cybathlon-/story/24609689, 31. Oktober 2016).
Ziel des Cybathlons ist es, die Alltagsprobleme von Menschen mit körperlichen Behinderungen aufzuzeigen, den Dialog zwischen Hochschulentwicklern und Industrie zu fördern sowie den Stand der Forschung zu demonstrieren. Der Cybathlon 2016 umfasste sechs Disziplinen: Virtuelles Rennen mit Gedankensteuerung, Fahrradrennen mit Muskelstimulation, Armprothesen-Parcours, Exoskelett-Parcours, Rollstuhl-Parcours und Fahrradrennen mit elektrischer Muskelstimulation. Die Idee stammt von Robert Riener, Professor an der ETH Zürich und Co-Director des NCCR Robotics (Die Disziplinen, http://www.cybathlon.ethz.ch/ueber-uns.html, 31. Oktober 2016).
Der Cybathlon fördert technologische Innovationen im Bereich von Prothesen. Zum Austausch von Wissen und Ideen und deren Weiterentwicklung trafen sich am Symposium Experten und Nachwuchsforscher aus den verschiedensten Bereichen (http:// www.cybathlon-symposium.ethz.ch/, 31. Oktober 2016). Die präsentierten Technologien sollen nun weiterentwickelt werden, um ihre Anwendung im Alltag dieser Personen zu verbessern.