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Intrakranielles Implantat

15.11.2007
Das BMBF fördert ein Kooperationsprojekt zur Entwicklung eines Schädelimplantats für die Diagnose und Therapie von Epilepsie

Das BMBF gab am 15.11.07 auf der MEDICA in Düsseldorf die Gewinner der Förderinitiative Intelligente Implantate bekannt. Unter den 12 Gewinnern des Wettbewerbes im "Rahmenprogramm Mikrosysteme" ist das Kooperationsprojekt INCRIMP der baden-württembergischen Mittelstandsfirmen Inomed, Multi Channel Systems, Plasma Electronics, und Retina Implant.

Zusammen mit dem Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Institut in Reutlingen, dem Institut für Angewandte Physik der Universität Tübingen und der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Tübingen wollen sie eine Neuroprothese für die Epilepsiediagnose und -therapie entwickeln. Das BMBF stellt für die 12 Projekte 15 Mio. Euro zur Verfügung.

Die Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns, die sogenannte Elektroenzephalografie (EEG), ist eine Standardmethode zur Diagnose und Überwachung von Störungen des Zentralen Nervensystems. Beispiele sind Epilepsie, Schlafstörungen und durch Hirnläsionen bedingte Bewusstseinsstörungen. Der in der klinischen Erprobung befindliche Einsatz von Brain-Computer-Interfaces zur Rehabilitation bei motorischen Funktionsstörungen basiert ebenfalls auf Registrierung von Elektroenzephalogrammen (ebenfalls EEG abgekürzt).

Die genaue Epilepsiediagnose erfordert eine kontinuierliche EEG-Messung über mehrere Stunden bis Wochen. Im Rahmen der prächirurgischen Epilepsiediagnostik bei Patienten mit medikamentenresistenten Epilepsien werden invasive Ableitungen mit implantierten Elektroden durchgeführt. Während der im Durchschnitt 7 bis 14 Tage dauernden elektrophysiologischen Diagnostik befinden sich die Patienten in einer Intensiv-Monitoringeinheit. In dieser Zeit besteht ein erhöhtes Komplikationsrisiko (Infektionen, Blutungen) aufgrund des Einbringens der Elektroden und der bestehenden Ausleitung von Kabelverbindungen durch Schädel und Haut nach aussen. Längerdauernde EEG-Ableitungen sind aus ärztlicher Sicht zwar wünschenswert, aber mit dem heutigen Stand der Elektroden- und Ableittechnik nicht durchführbar.

Neuere Therapieansätze verfolgen das Ziel, die Ausbreitung von epileptischer Aktivität durch gezielte Mikrostimulation cerebraler Strukturen zu unterdrücken. Dies erfordert die dauerhafte Implantation eines Systems zur Ableitung und Stimulation der Hirnaktivität. Da neurologische Störungen auch die Folge von Störungen des biochemischen Gleichgewichts sein können, ist die Möglichkeit, die "Hirnchemie" zu messen, wünschenswert. Dies erfordert geeignete, chemisch inerte Elektroden und für den Langzeiteinsatz taugliche Implantate mit entsprechender Funktionalität.

Um die verschiedenen Aufgaben zu lösen, soll in dem nun zur Förderung empfohlenen Projekt ein vollständig in den Schädel implantierbares System mit telemetrischer Schnittstelle entwickelt werden. Die mikrosystemtechnischen Entwicklungen umfassen Mikroelektroden auf Kohlenstoffbasis, die in flexible großflächige Polymersubstrate integriert sind, sowie innovative mikroelektronische Ansätze für Datenerfassung und Telemetrie sowie Lösungen zur Aufbau- und Verbindungstechnik. Beispielhaft für andere Anwendungen wird ein System für intrakranielle EEG-Ableitungen sowie eine geeignete Implantationsmethode entwickelt. Die Projektleitung teilen sich Rudi Mattmüller, Geschäftsführer von inomed, und Dr. Alfred Stett, Leiter des Bereichs Technische Physik/Biophysik am NMI.

Inomed Medizintechnik GmbH

Die inomed Medizintechnik GmbH (Teningen, gegründet 1991) ist ein innovatives Medizintechnik-Unternehmen mit den Schwerpunkten Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Geräten zur kontinuierlichen intraoperativen Überwachung des Nervensystems sowie Komplettlösungen für die funktionelle Neurochirurgie. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der inomed Produkte und deren Anwendungen bildet die Grundlage für ein kontinuierliches Umsatzwachstum von durchschnittlich 25%.

www.inomed.com

Multi Channel Systems MCS GmbH

Kerngeschäft von MCS (Reutlingen, gegründet 1996) ist die Entwicklung, Herstellung und weltweiter Vertrieb von Elektronik und Software für elektrophysiologische Mikroelektroden-Applikationen und automatisierten Meßsystemen für die Grundlagenforschung und für die pharmazeutische Industrie.

MCS hat zusammen mit dem NMI die Mikroelektroden-Array-Technik für Anwendungen in der pharmazeutischen Biotechnologie und der Grundlagenforschung verfügbar gemacht. Die hierbei gewonnenen Grundlagen und Technologien sind die Basis für den Aufbau eines zweiten Standbeins in der Medizintechnik.

www.multichannelsystems.com

Retina Implant AG

Retina Implant AG (Reutlingen, gegründet 2003) baut auf den Ergebnissen eines Forschungsprojektes zur Entwicklung eines Netzhautimplantates zur Wiederherstellung von Sehvermögen für Blinde auf, an dem seit 1996 zahlreiche deutsche Universitätskliniken (insbesondere die Universitäts-Augenklinik Tübingen) und Forschungsinstitute (NMI Reutlingen u.a.) beteiligt waren. Retina Implant AG hat in den letzten Jahren das weltweit erste, klinisch einsetzbare subretinale Netzhautimplantat entwickelt, das seit Oktober 2005 im Rahmen einer Pilotstudie bisher 7 Patienten implantiert wurde. Retina Implant AG wird die dabei gewonnenen Erfahrungen in der Aufbau- und Verbindungstechnik von aktiven Implantaten in das Projekt einbringen.

www.retina-implant.de

Plasma Electronic GmbH

Plasma Electronic GmbH (Neuenburg, gegründet 1994) beschäftigt sich mit der Herstellung und dem Vertrieb von Niederdruck-Plasmaanlagen. Insbesondere auf dem Gebiet der Abscheidung von diamantartigen Kohlenstoffschichten mit PECVD bestehen umfangreiche Erfahrungen und eine breite Palette auf dem Markt eingeführter Beschichtungsanlagen. PE ist auf diesem Gebiet ein führender Anbieter mit weltweitem Kundenkreis in den Bereichen Elektro- und Elektronikindustrie, Automobilindustrie und deren Zulieferer, Chemische Industrie, Kunststoffindustrie, Medizintechnik und Telekommunikation.

www.plasma-electronic.de

NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut

Das NMI (Reutlingen, gegründet 1985) ist eine Stiftung bürgerlichen Rechts mit den Kernarbeitsgebieten Pharma und Biotechnologie, Biomedizintechnik sowie Oberflächen- und Grenzflächentechnologie. Eine Kernkompetenz des NMI ist die Entwicklung und Herstellung von Mikro- und Nanoelektroden für elektrophysiologische Anwendungen in der Grundlagenforschung, in der forschenden Pharmaindustrie und in der Medizintechnik. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Entwicklung langzeitbeständiger Komponenten für mikromedizinische Implantate.

www.nmi.de

Klinik für Neurochirurgie, Universitätsklinikum Tübingen

Die Neurochirurgische Klinik (Ärztlicher Direktor: Prof. M. Tatagiba) ist eine Institution der Maximalversorgung mit jährlich über 2000 neurochirurgischen Eingriffen aus dem gesamten Fachgebiet. Wissenschaftliche Schwerpunkte der Klinik umfassen unter anderem die Lokalisation und Kartierung kortikaler und subkortikaler, neurofunktioneller und kognitiver Systeme des Menschen sowie epileptogener Foci mittels nicht-invasiver, bildgebender und invasiver, neurophysiologischer Methoden.

www.medizin.uni-tuebingen.de/neurochir/home/

Institut für Angewandte Physik der Universität Tübingen

Der Arbeitsbereich "Nanostrukturen und mesoskopische Physik" (Prof. D. Kern) des Instituts für Angewandte Physik beschäftigt sich mit Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen und den daraus resultierenden physikalischen und biologisch relevanten Materialeigenschaften.

Dr. Nadja Gugeler | idw
Weitere Informationen:
http://www.nmi.de/
http://www.biochipnet.com/

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