Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik

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Anwendungsfeld Medizintechnik

Das Anwendungsfeld der Medizintechnik verbindet die Inhalte der Forschungsschwerpunkte miteinander und setzt ein besonderes Augenmerk auf die methodische Entwicklung von medizinischen Simmulationsmodelle für medizinische Schulungen und Weiterbildungen, Phantomen für die medizinische Bildgebung sowie die Gestaltung von individualisierten Medizinprodukten.

Medizinische Simulationsmodelle stellen reale Gegebenheiten der menschlichen oder tierischen Anatomie mithilfe von physischen Komponenten nach. Dadurch können verschiedene Zielsetzungen zur Verbesserung der Versorgungsqualität und Patientensicherheit in Lehre, Forschung und Entwicklung erreicht werden. Am PKT werden unter anderem patientenspezifische Gefäßmodelle entwickelt, die auf Grundlage von medizinischen Patientendaten gefertigt werden. Um der wachsenden Komplexität entgegenzuwirken, die durch eine Vielzahl patientenspezifischer Modelle erzeugt wird, wird an einem standardisierten Individualisierungsprozess geforscht. Dieser dient dem Komplexitätsmanagement von individualisierten Strukturen und unterstützt die Kontrolle der internen Vielfalt. Auf den patientenindividuellen Gefäßmodellen aufbauend wurde ein neurointerventionelles Trainingsmodell entwickelt (Hamburger Anatomisches Neurointerventionelles Simulationsmodell HANNES), an dem Mediziner die minimalinvasive, katheterbasierte Behandlungen von Gefäßerkrankungen wie Aneurysmen (ELBE-NTM) sowie zur Schlaganfallbehandlungen (COSY-SMILE-2) trainieren können. In Zukunft wird auch die Simulation der Behandlung von Krankheiten der kleinen Gefäße wie das chronische Subduralhämatom möglich (MONTYPIE).

Des Weiteren werden am PKT verschiedene Modelle für die medizinische Bildgebung (Phantome) entwickelt. Das Hamburger Prostatabiopsiemodell (HUGO) wurde für das Training und die Qualitätssicherung der Fusions-Biopsie der Prostata konzipiert (PIQUAL). Ein deformierbares Becken-Phantom kann für die Qualitätssicherung des gesamten Ablaufs der Strahlentherapie bei einem Prostatakarzinom eingesetzt werden (CHARLIE). Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Auswirkungen der täglichen Lageänderungen der Prostata durch variierende Füllstände der Harnblase und des Enddarms beim Patienten. Durch ein Maus-Phantom kann die Qualitätssicherung von Kleintierbestrahlungsanlagen in der multimodalen Bildgebung erfolgen. Des Weiteren wird die Integration von Zellen und Tumorproben in das Kleintiermodell untersucht (LEXI). Die durchgeführten Modellentwicklungen werden durch moderne Technologien, wie additive Fertigungsverfahren, und durch eine zielgerichtete und nutzerzentrierte Produktentwicklung ermöglicht.

Neben der Entwicklung von Simmulationsmodellen und Phantomen gehört zum Anwendungsfeld der Medizintechnik auch die Entwicklung von Methoden zur Individualisierung von Medizinprodukten (BELUCCI). Hierbei wird das Medizinprodukt wiederholt an die individuellen Anatomien jedes einzelnen Patienten angepasst. Um dies komplexitätsbeherrschbar durchführen zu können, muss ein Unternehmen ein geeignetes Vorgehen implementieren, das die Besonderheiten der Produktindividualisierung berücksichtigt und wiederholte Anpassungen ermöglicht.

Laufende Projekte
  • MONTYPIE- Model for Neurointerventional Treatment in Tiny and Peripheral Vessels, FKZ: 16LW0301K , seit 2023:
    Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „Alternativmethoden zum Tierversuch" gefördert. In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
  • COSY-SMILE-2 - Completely Synthetic Stroke Model for Interventional Development and Education 2, FKZ: 16LW0165K, seit 2022:
    Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme "Alternativmethoden zum Tierversuch". In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
Abgeschlossene Projekte
  • PEEK - Entwicklung eines Phantoms zur „end-to-end“ Verifikation einer Kleintierbestrahlung, FKZ: 03fmthh2021, seit 2022:
    Das Projekt wird gefördert durch das Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg (fmthh). In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
  • LEXI - Entwicklung eines Phantoms mit integrierten Tumorproben zur automatisierten Analyse in bildgebenden Verfahren, FKZ: LFF-GK10, seit 2020: Das Projekt wird gefördert durch die Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung (BWFG) als Teilprojekt 1 der Hamburger Landesforschungsförderung (LFF) im Rahmen des Graduiertenkolleg "Innovative Technologien in der Krebsdiagnostik und -therapie" gefördert.
  • COSY-SMILE - Completely Synthetic Stroke Model for Interventional Development and Education, FKZ: 031L0154A, seit 2019:

    Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme "Alternativmethoden zum Tierversuch". In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).

  • PIQUAL - Prostate Phantom for MRI-targeted biopsy Improvement of internal Quality Assurance and Learning Curve, seit 2019: Das Projekt wird durch die Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung (BWFG) im Rahmen eines Studierendenprojekt gefördert. In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).

  • CHARLIE - Entwicklung einer Methode für die Qualitätssicherung in der fokalen Strahlentherapie des Prostata-Karzinoms, FKZ: 03fmthh2019, seit 2020:
    Das Projekt wird gefördert durch das Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg (fmthh). In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
  • BELUCCI - Individualisierte Flow Diversion Behandlung: Methodische Unterstützung zur individualisierungsgerechten Produktentwicklung und Weiterentwicklung eines In-Vitro Gefäßmodells zur Validierung, FKZ: 13GW0274D, 2018 - 2021:
    Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE) und Acandis.
  • ELBE-NTM - Development and Evaluation of a Patient-Based Neurointerventional Training Model: Entwicklung eines neurointerventionellen Trainingsmodells (NTM) zum Training katheterbasierter Operationen zur Behandlung von Hirngefäßaneurysmen, FKZ: 031L0068A, 2016 - 2020:
    Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme "Alternativmethoden zum Tierversuch". In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
  • Hamburg TAVI-Studie - Post mortale Untersuchung zur Degeneration von minimalinvasiven und konventionellen Aortenklappen-Prothesen, 2019 - 2020:
    Das Projekt wurde gefördert durch das Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg (fmthh). In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
  • ALSTER - Aneurysm Like Synthetic bodies for Testing Endovascular devices in Reality: Entwicklung originalgetreuer, dreidimensionaler Modelle von intrakraniellen Arterien und Aneurysmen mittels additiver Fertigung, 2013 - 2015:
    Das Projekt wurde gefördert durch das Forschungszentrum Medizintechnik Hamburg (fmthh). In Kooperation mit u.a. dem Universitätsklinikum Eppendorf (UKE).
Flyer der Medizintechnik am PKT
(klicken für mehr Informationen)