Auch 200 Jahre nach Börnes Erkenntnis hat diese Aussage noch immer Gültigkeit. Dem enormen Erkenntnisgewinn und den Fortschritten in der Gesundheitsversorgung steht die Tatsache gegenüber, dass auch Krankheitsbilder und Behandlungsmöglichkeiten stetig komplexer werden. Daher stellt sich immer wieder aufs Neue die Frage, wie sich medizintechnischer Fortschritt erreichen lässt, um die Gesundheit jedes Einzelnen erfolgreich wiederherzustellen, zu erhalten und zu schützen.

Dafür wird das neue KIT-Zentrum für Gesundheitstechnologien (KITHealthTech) zukünftig Antworten liefern, betonte Prof. Andrea Robitzki, Leiterin des Bereichs 1 – Biologie, Chemie und Verfahrenstechnik am KIT. Sie ist eine der Initiatorinnen des neugeschaffenen Zentrums und begrüßte die Teilnehmenden des Thementags „Gesundheitswesen im Wandel“ am 21. November 2023. Im KITHealthTech sei die Forschung ein kontinuierlicher Strategieprozess, um die Zukunft der Gesundheitstechnologien mitzugestalten, insbesondere in den Feldern Präzisionsmedizin, personalisierte Medizin und digitale Gesundheitslösungen. Anhand von mehreren Beispielen gaben die wissenschaftlichen Gäste des Zentrums einen Einblick in die Schlüsselaspekte ihrer Forschung.

Personalisierte Medizin mithilfe gedruckter Organe

Das ist die Visionen von Prof. Ute Schepers vom Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG). Ihre Arbeitsgruppe Chemische Biologie befasst sich zusammen mit einer Reihe weiterer Forschungsgruppen am KIT mit neuen Herstellungsmethoden für biologische Materialen und deren Nutzung. So entwickeln die Forschenden Biotinten, arbeiten erfolgreich am 2D- und 3D-Druck von biologischen Geweben für „Organs-on-Chips“ und erstellen miniaturisierte Testsysteme für Labors. Ziel ist es dabei, das (personalisierte) Design und die Testung medizinischer Wirkstoffe zu erleichtern und sogar zu beschleunigen. Mit künstlichen Organen und Zellsystem sollen Tierversuche in Zukunft auf ein Minimum reduziert werden. Die Weiterentwicklung dieser Kompetenzen zusammen mit der Industrie steht dabei im Fokus.

Experimentierraum für die Strahlenforschung

Um Systeme der Strahlenmedizin präziser, energiesparender, günstiger, kompakter und dadurch leichter handhabbar zu machen, braucht es grundlegend neue Technologieansätze in der Strahlenforschung und Bildgebung. Dafür bietet die Accelerator Technology Platform (ATP) des KIT optimale Voraussetzungen, betont Prof. Anke-Susanne Müller vom Institut für Beschleunigerphysik und Technologie (IBPT). Durch die am ATP vorhandenen breit gefächerten und interdisziplinären Kompetenzen und die ideale Infrastruktur bietet das KIT beste Voraussetzungen für gemeinsame Innovationsprojekte zwischen Industrie und Wissenschaft in der Strahlenmedizin. Aktuelle Projekte befassen sich beispielsweise mit der Kontrolle der Strahlung über Data Analytics und Visualisierung bis hin zur Energieeffizienz solcher Anlagen, z.B. durch den Einsatz neuer Supraleitermethoden, oder Flash-Bestrahlung als neue, schonende Bestrahlungstechnik.

Digitalisierung als Herzensangelegenheit

Was wie Zukunftsmusik klingt ist bei PD Axel Loewe vom Institut für Biomedizinische Technik (IBT) bereits Realität: Patientenindividuelle digitale Zwillinge von biologischen Systemen, wie dem Herzen, erlauben eine datengestützte Simulation von Organen und damit individuellere und präzisere medizinische Behandlungen. Herr Loewe zeigt dies anhand modellierter und funktionalisierter Zwillinge des menschlichen Herzens, die er mithilfe von neuen bildgebenden Verfahren und Sensordaten erstellt. Durch Simulation von möglichen operativen Eingriffen am digitalen Zwilling können reale Eingriffe genauer geplant und im Umfang begrenzt werden. Ebenfalls kann die Wirksamkeit verschiedener Behandlungsmethoden oder Medikamente vorhergesagt, optimiert und der Einsatz präzisiert werden.

Ein Ohr für Biosensoren

Wussten Sie, dass die Muskeln rund um das Ohr sehr viel über die Biofunktionen des Körpers verraten können? Das zeigte Prof. Michael Beigl vom TECO am Institut für Telematik (TM), dessen Schwerpunkt u.a. auf Wearables für kontinuierliches Gesundheitsmonitoring liegt. Mit dem sogenannten „OpenEarable“ hat das TECO ein „hands-free interface“ entwickelt, das Zugang zu einer Reihe von Aktivitäts- und Körperparametern ermöglicht. Das System wird am Ohr getragen und bietet eine Reihe an Sensoren und Data-Analytics-Möglichkeiten. Der „Ohrentracker“ wird am TECO nicht nur kontinuierlich verbessert und erweitert, sondern er steht externen Partnern auch zur Open-Source-Nutzung und Co-Innovation zur Verfügung.