Trefferliste

30 Steckbriefe

Pro­duk­te #01
Co­ch­lea Im­plan­ta­te
Steckbrief Produkte #000001

Cochlea Implantate

Be­schrei­bung

Co­ch­lea Im­plan­ta­te wer­den seit den 1980er Jah­ren er­folg­reich zur The­ra­pie­rung von Ge­hör­lo­sig­keit ein­ge­setzt. Ein Co­ch­lea Im­plan­tat ist ein elek­tro­ni­sches me­di­zin­tech­ni­sches Ge­rät, das die Funk­ti­on der be­schä­dig­ten Hör­schne­cke, der Co­ch­lea, über­nimmt. Im Un­ter­schied zu Hör­ge­rä­ten, die nur die Laut­stär­ke von Ge­räu­schen er­hö­hen, über­neh­men Co­ch­lea Im­plan­ta­te die ge­sam­te Funk­ti­on der be­schä­dig­ten Tei­le des In­nen­ohrs. Ein Sound­pro­zes­sor, der hin­ter dem Ohr des Pa­ti­en­ten ge­tra­gen wird, nimmt die Ge­räu­sche aus der Um­ge­bung auf, co­diert die­se und über­mit­telt sie an das Im­plan­tat un­ter der Haut. Die Elek­tro­den des Im­plan­tats sti­mu­lie­ren dar­auf­hin den Hör­nerv, der den Im­puls an das Ge­hirn wei­ter­lei­tet.

 

Co­ch­lea Im­plan­ta­te kön­nen bei an­ge­bo­re­ner Ge­hör­lo­sig­keit ein­ge­setzt wer­den. Wenn ei­ne Im­plan­ta­ti­on im Klein­kind­al­ter (am bes­ten vor dem Al­ter von zwei Jah­ren) er­folgt, kann ei­ne an­nä­hernd na­tür­li­che Sprach­ent­wick­lung er­reicht wer­den. Auch Er­wach­se­ne, die ge­ra­de erst er­taubt sind, las­sen sich gut mit ei­nem Co­ch­lea Im­plan­tat be­han­deln. Sie kön­nen nach der Im­plan­ta­ti­on oft schnell an ihr vor­he­ri­ges Sprach­ver­mö­gen an­knüp­fen. Bei Er­wach­se­nen, die von Ge­burt an Ge­hör­los sind, stellt sich auch mit ei­nem Co­ch­lea Im­plan­tat meist kei­ne er­folg­rei­che Spra­chen­wick­lung ein.

Für Schwer­hö­ri­ge, die noch ei­nen Rest an Hör­ver­mö­gen be­sit­zen, kam die An­wen­dung bis­her nicht in Fra­ge, da ei­ne Im­plan­ta­ti­on in der Hör­schne­cke das Rest­hör­ver­mö­gen zer­stö­ren wür­de. Für die­se Pa­ti­en­ten­grup­pe wer­den nun Mo­del­le ent­wi­ckelt, die ein her­kömm­li­ches Im­plan­tat mit ei­ner spe­zi­el­len Elek­tro­de, wel­che den Er­halt des Rest­ge­hörs im Tief­ton­be­reich er­mög­licht, kom­bi­nie­ren. Neu­ar­ti­ge Co­ch­lea Im­plan­ta­te ba­sie­ren auf steu­er­ba­ren Elek­tro­den, die sich be­rüh­rungs­frei und da­mit ri­si­ko­los in die spi­ral­för­mig ge­wun­de­ne Co­ch­lea ein­füh­ren las­sen, da sie ei­ne in­te­grier­te Mi­kro­ak­to­rik be­sit­zen. Das be­deu­tet, dass die Elek­tro­den des Co­ch­lea Im­plan­tats mit­hil­fe ei­nes Form­ge­dächt­nis­werk­stof­fes in ei­nem ro­bo­ter­ge­stütz­ten Ope­ra­ti­ons­vor­gang in­di­vi­du­ell an die Hör­schne­cke des Pa­ti­en­ten an­ge­passt wer­den, so­dass das rest­li­che Hör­ver­mö­gen er­hal­ten bleibt. Nach der Im­plan­ta­ti­on wird der Hör­nerv so­wohl akus­tisch (durch das Rest­ge­hör) als auch elek­trisch (durch das Im­plan­tat) sti­mu­liert. Co­ch­lea Im­plan­ta­te wer­den lau­fend wei­ter­ent­wi­ckelt, um dem na­tür­li­chen Hör­emp­fin­den im­mer nä­her zu kom­men und ein mög­lichst brei­tes Spek­trum an Ge­räu­schen ab­zu­de­cken. Ak­tu­ell wer­den Mi­kro­fo­ne ent­wi­ckelt, die nicht mehr per­ma­nent di­rekt am Ohr ge­tra­gen wer­den müs­sen, son­dern auch über Dis­tan­zen von bis zu 25 Me­tern ka­bel­los ein­ge­setzt wer­den kön­nen und so­gar an an­de­re elek­tro­ni­sche Ge­rä­te wie Com­pu­ter, Fern­se­her oder Mu­sik­an­la­gen an­ge­schlos­sen wer­den kön­nen.

Wich­tigs­te Ak­teu­re in der Wei­ter­ent­wick­lung von Co­ch­lea Im­plan­ta­ten sind uni­ver­si­tä­re und au­ßer-uni­ver­si­tä­re For­schungs­ein­rich­tun­gen und pri­va­te Me­di­zin­tech­nik­un­ter­neh­men. Durch die neu­es­ten Wei­ter­ent­wick­lun­gen kön­nen zu­dem wei­te­re Pa­ti­en­ten­grup­pen, wie Al­ters­schwer­hö­ri­ge von den Im­plan­ta­ten pro­fi­tie­ren.

Die Wei­ter­ent­wick­lung der Tech­no­lo­gie er­for­dert be­son­ders die Ko­ope­ra­ti­on mit der Sen­so­rik- und Ak­to­rik­bran­che.

In­no­va­ti­ve Co­ch­lea Im­plan­ta­te wer­den bei­spiels­wei­se an­ge­bo­ten von der Co­ch­le­ar GmbH aus Han­no­ver. Bei der Wei­ter­ent­wick­lung der Im­plan­ta­te spie­len auch For­schungs­ein­rich­tun­gen wie das In­sti­tut für Me­cha­tro­ni­sche Sys­te­me der Leib­niz-Uni­ver­si­tät Han­no­ver, die Me­di­zi­ni­sche Hoch­schu­le Han­no­ver, das Hör­im­plan­tat-Zen­trum der Hals-Na­sen-Oh­ren­kli­nik des Kli­ni­kums rechts der Isar in Mün­chen oder das Fraun­ho­fer-In­sti­tut für Bio­me­di­zi­ni­sche Tech­nik IBMT in Ber­lin ein wich­ti­ge Rol­le.

For­schungs­ak­ti­vi­tä­ten im Be­reich der Na­no­bio­tech­no­lo­gie sind ge­ne­rell von gro­ßer Be­deu­tung für die Wei­ter­ent­wick­lung der Im­plan­tat-Tech­no­lo­gie. Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung för­dert die For­schung bei­spiels­wei­se mit dem „In­no­va­ti­ons­clus­ter IN­TAKT“, der Wis­sen­schaft, Kli­ni­ken und Un­ter­neh­men zu­sam­men­brin­gen soll und ein För­der­vo­lu­men von rund 14 Mio. Eu­ro hat. Der de­mo­gra­fi­sche Wan­del er­höht die Nach­fra­ge nach neu­en The­ra­pie­me­tho­den zur Schwer­hö­rig­keit zu­sätz­lich.

Ho­he Be­hand­lungs­kos­ten und ho­he re­gu­la­to­ri­sche Hür­den vor der Zu­las­sung als kli­ni­sche An­wen­dung stel­len Hemm­nis­se für die Eta­blie­rung der Tech­no­lo­gie in der Brei­te dar.

Der jähr­li­che glo­ba­le Um­satz die­ser Tech­no­lo­gie be­trägt rund 280 Mio. US-Dol­lar. Kom­ple­xe­re Co­ch­lea Im­plan­ta­te hin­ge­gen be­fin­den sich noch im Ent­wick­lungs­sta­di­um. Durch die Al­te­rung der Be­völ­ke­rung in Deutsch­land und vie­len wei­te­ren Staa­ten er­gibt sich Po­ten­ti­al für die Ver­grö­ße­rung des Mark­tes.

Pro­duk­te #02
Lab-On-A-Chip
Steckbrief Produkte #000002

Lab-On-A-Chip

Be­schrei­bung

Ein Lab-On-A-Chip (LOC) Sys­tem ist ein me­di­zi­ni­sches Ana­ly­se­ge­rät, das ei­ne oder meh­re­re la­bor­dia­gnos­ti­sche Funk­tio­nen auf ei­nem in­te­grier­ten Schalt­kreis (um­gangs­sprach­lich: Chip) ver­eint. Sol­che Chips sind nur we­ni­ge Qua­drat­zen­ti­me­tern groß und da­mit deut­lich klei­ner, por­ta­bler und strom­spa­ren­der als her­kömm­li­che Ana­ly­se­ge­rä­te. Des Wei­te­ren wer­den zur Un­ter­su­chung meist nur ge­rings­te Men­gen von Ana­ly­se­flüs­sig­kei­ten be­nö­tigt. Bei Blut­un­ter­su­chun­gen soll­te idea­ler­wei­se be­reits ein ein­zel­ner Trop­fen aus­rei­chen. Da­durch ent­fal­len Blut­ent­nah­men, die nicht nur zeit­auf­wen­dig sind, son­dern auch von aus­ge­bil­de­tem Fach­per­so­nal durch­ge­führt wer­den müss­ten. LOC-Sys­te­me bie­ten dar­über hin­aus das Po­ten­zi­al zu Kos­ten­ein­spa­run­gen. Theo­re­tisch kön­nen die La­bo­re in Chip­grö­ße sehr kos­ten­güns­tig in Mas­sen­an­fer­ti­gung pro­du­ziert wer­den.

Über die letz­ten Jahr­zehn­te ka­men LOC-Sys­te­me in vie­len Be­rei­chen zum Ein­satz. Er­folg­reich ver­wen­det wer­den die Chips be­reits bei der Vor-Ort-Dia­gno­se ei­ni­ger Krank­heits­bil­der so­wie in der ge­no­mi­schen und pro­teo­mi­schen For­schung. Trotz die­ser er­folg­rei­chen An­wen­dun­gen sind LOC-Sys­te­me noch äu­ßerst sel­ten in der all­täg­li­chen All­ge­mein­me­di­zin im Ge­brauch.

Wei­ter­ent­wick­lun­gen im Be­reich der Bio­mar­ker und der Na­no­tech­no­lo­gie er­wei­tern die An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten von LOC-Sys­te­men. Da­ne­ben stellt die Ver­bes­se­rung der En­er­gie­ver­sor­gung von LOC-Ein­hei­ten ei­ne zen­tra­le For­schungs­the­ma­tik im Be­reich der Mi­kro­sys­tem­tech­nik dar.

Theo­re­tisch kön­nen LOC-Sys­te­me zur Ver­bes­se­rung der me­di­zi­ni­schen Ver­sor­gung in Ent­wick­lungs­län­dern bei­tra­gen, da sie ei­ne schnel­le und kos­ten­ef­fi­zi­en­te Dia­gno­se bei gro­ßen Per­so­nen­grup­pen er­mög­li­chen.

Die Ver­brei­tung von LOC-Sys­te­men wird viel­fach durch die strik­te Re­gu­lie­rung von me­di­zi­ni­schen Pro­duk­ten ge­hemmt. HIV-Selbst­tests dür­fen z. B. hier­zu­lan­de nicht an Pri­vat­per­so­nen ver­kauft wer­den.

Der brei­te Ein­satz von LOC-Sys­te­men wird Leis­tun­gen im Ge­sund­heits­sys­tem ver­la­gern. Un­ter­su­chun­gen, für die frü­her ein kli­ni­sches La­bor be­nö­tigt wur­de, könn­ten künf­tig beim Haus­arzt oder so­gar in Selbst­an­wen­dung durch­ge­führt wer­den.

LOC-Sys­te­me wer­den zum Bei­spiel ent­wi­ckelt vom In­sti­tut für Mi­kro­sys­tem­tech­nik – IM­TEK der Uni­ver­si­tät Frei­burg, der Chris­ti­an-Al­brechts-Uni­ver­si­tät zu Kiel und der Hahn-Schickard-Ge­sell­schaft in Stutt­gart

Pro­duk­te #03
Pfle­ge­ro­bo­ter
Steckbrief Produkte #000003

Pflegeroboter

Be­schrei­bung

Ro­bo­ter wer­den im­mer be­deu­ten­der für die Pfle­ge. In ei­ni­gen Kran­ken­häu­sern und Pfle­ge­ein­rich­tun­gen über­neh­men Ro­bo­ter be­reits ein­fa­che und zeit­in­ten­si­ve Auf­ga­ben wie die Nah­rungs- und Me­di­ka­men­ten­ver­tei­lung und ent­las­ten da­mit die Pfle­ge­kräf­te deut­lich. Im Zu­ge des de­mo­gra­fi­schen Wan­dels, der sich in vie­len west­li­chen Län­dern ab­zeich­net, wer­den sol­che Ro­bo­ter in der Zu­kunft wei­ter an Be­deu­tung ge­win­nen. Sie könn­ten da­bei dem dro­hen­den Fach­kräf­te­man­gel im Ge­sund­heits­we­sen ent­ge­gen­wir­ken. Vie­le For­schungs­ein­rich­tun­gen und Ro­bo­tik­un­ter­neh­men ar­bei­ten des­halb in­ten­siv an der Wei­ter­ent­wick­lung der be­stehen­den Tech­no­lo­gi­en. Ei­ne brei­te­re Nut­zung von Ro­bo­tern im Pfle­ge­be­reich wird aber erst ab dem Jahr 2030 er­war­tet.

 

Ein Vor­rei­ter beim Ein­satz von Ro­bo­tern im Be­reich Ge­sund­heit und Pfle­ge ist Ja­pan. Dort ist seit 2015 bei­spiels­wei­se Ro­be­ar im Ein­satz. Ro­be­ar kann mit ei­nem Ta­blet ge­steu­ert wer­den und hebt Pa­ti­en­ten vom Bett in ei­nen Roll­stuhl. Da­bei soll der Bär-ähn­lich ge­stal­te­te Ro­bo­ter dank ver­bes­ser­ter Sen­so­ren schnel­ler und ge­nau­er ar­bei­ten als sei­ne Vor­gän­ger RI­BA und RI­BA-II, die 2009 und 2011 prä­sen­tiert wur­den. Das Fraun­ho­fer-In­sti­tut für Pro­duk­ti­ons­tech­nik und Au­to­ma­ti­sie­rung (IPA) ist in Deutsch­land füh­rend in der For­schung und Ent­wick­lung von Ro­bo­ter­tech­nik im Me­di­zin­be­reich. Der Ser­vice­ro­bo­ter Ca­se­ro 4 ist ein teil­au­to­no­mer Pfle­ge­wa­gen, der das Per­so­nal sta­tio­nä­rer Pfle­ge­ein­rich­tun­gen durch die Be­reit­stel­lung von Pfle­geu­ten­si­li­en un­ter­stützt. Ca­se­ro 4 folgt dem Pfle­ge­per­so­nal wäh­rend der Ar­beit au­to­ma­tisch oder kann durch ein mo­bi­les End­ge­rät „ge­ru­fen“ wer­den. Mit der Tech­no­lo­gie kön­nen auch Do­ku­men­ta­ti­ons­auf­ga­ben, wie das Nach­ver­fol­gen des Ma­te­ri­al­ver­brauchs, er­le­digt wer­den. Der Ser­vice­ro­bo­ter Ca­re-o-bot ist ei­ne wei­te­re Ent­wick­lung des Fraun­ho­fer IPA. Er kann im häus­li­chen Um­feld oder in sta­tio­nä­ren Ein­rich­tun­gen un­ter­stüt­zen, in­dem er z. B. auf An­for­de­rung selbst­stän­dig Was­ser holt. Auch ein in­no­va­ti­ver Mul­ti­funk­ti­ons­per­so­nen­lif­ter na­mens Ele­von wird am Fraun­ho­fer IPA ent­wi­ckelt. Bis­her wer­den für un­ter­schied­li­che Auf­ga­ben un­ter­schied­li­che Lif­ter­sys­te­me, et­wa Hän­ge-, Gurt- oder Ba­de­lif­ter, ein­ge­setzt. Die­se sind al­ler­dings we­nig be­nut­zer­freund­lich und häu­fig nicht zur ge­wünsch­ten Zeit am Ein­satz­ort ver­füg­bar. Da­her soll der Ele­von Auf­ga­ben ver­ei­nen, die heu­te noch meh­re­re Ein­zel-Lif­ter­sys­te­me über­neh­men.

Neue Pfle­ge­ro­bo­ter be­fin­den sich im Test­sta­di­um und sol­len in den nächs­ten Jah­ren auf den Markt ge­bracht wer­den. Die Ro­bo­tik im Ge­sund­heits­we­sen be­sitzt da­her ein enor­mes Wachs­tums­po­ten­ti­al. Da­bei wird auch der Ein­satz von Ro­bo­tern, die über ein­fa­che Trans­port- und Ser­vice­auf­ga­ben hin­aus­ge­hen, zu­neh­men. Ro­bo­ter und tech­ni­sche As­sis­tenz­sys­te­me wer­den künf­tig ins­be­son­de­re auch „so­zia­le Auf­ga­ben“ über­neh­men. In Ja­pan wird be­reits seit über 20 Jah­ren Pa­ro ver­mark­tet. Der rob­ben­för­mi­ge Ro­bo­ter, der mit ver­schie­de­nen Be­rüh­rungs­sen­so­ren aus­ge­stat­tet ist, re­agiert bei­spiels­wei­se auf Strei­cheln und Be­rüh­run­gen. Die Sen­so­ren des Ro­bo­ters mes­sen Druck, Licht, Akus­tik, Tem­pe­ra­tur und Po­si­ti­on des Ro­bo­ters und er­lau­ben so In­ter­ak­ti­on bei-spiels­wei­se mit de­menz­kran­ken Pa­ti­en­ten.

Un­ter­neh­men, die sich mit Pfle­ge­ro­bo­tern be­fas­sen sind bspw. die Ku­ka AG (Augs­burg), die MLR Sys­tem GmbH (Lud­wigs­burg), Al­de­ba­ran Ro­botics (Pa­ris) oder Bos­ton Dy­na­mics (Ver­ei­nig­te Staa­ten). Da­ne­ben gibt es be­deu­ten­de For­schungs­ein­rich­tun­gen wie et­wa das In­sti­tut für Ro­bo­tik und Me­cha­tro­nik des Deut­schen Luft- und Raum­fahrt­zen­trums (Mün­chen), den Lehr­stuhl für In­for­ma­tik der Uni­ver­si­tät Pas­sau, das In­sti­tut für Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik der Uni­ver­si­tät Bre­men oder das Fraun­ho­fer-In­sti­tut für Pro­duk­ti­ons­tech­nik und Au­to­ma­ti­sie­rung (Stutt­gart).

Das öko­no­mi­sche Po­ten­zi­al der Ro­bo­tik ist im­mens. Schät­zun­gen ge­hen da­von aus, dass die Um­sät­ze mit Ro­bo­tern über die nächs­ten Jah­re wei­ter stei­gen wer­den.

Klein, B., Graf, B., Schlo­mer, I., Roß­berg, H., Röh­richt, K. und Baum­gar­ten, S. (2017). Ro­bo­tik in der Ge­sund­heits­wirt­schaft. Hei­del­berg, Ne­ckar: med­hoch­zwei Ver­lag.

Pro­duk­te #04
Re­ti­na Im­plan­ta­te
Steckbrief Produkte #000004

Retina Implantate

Be­schrei­bung

Re­ti­na Im­plan­ta­te sind Seh­pro­the­sen, die stark seh­be­hin­der­ten oder er­blin­de­ten Men­schen ei­nen Teil ih­res Seh­ver­mö­gens zu­rück­ge­ben kön­nen. Um­gangs­sprach­lich wer­den sie auch als „bio­ni­sche Au­gen“ be­zeich­net. Die Im­plan­ta­te kön­nen aber nur bei Pa­ti­en­ten an­ge­wen­det wer­den, bei de­nen der Seh­nerv noch in­takt und voll­stän­dig aus­ge­bil­det ist. Bei an­ge­bo­re­ner Blind­heit ist dies in der Re­gel nicht der Fall. Re­ti­na Im­plan­ta­te eig­nen sich da­her vor al­lem für Er­blin­dun­gen als Fol­ge des Krank­heits­bil­des Re­t­in­i­tis pig­men­to­sa. Grund­sätz­lich kann zwi­schen zwei ver­schie­de­ne Ar­ten von Im­plan­ta­ten un­ter­schie­den wer­den. Beim epi­re­ti­na­len Im­plan­tat wer­den ein Mi­kro­chip und Sti­mu­la­ti­ons­elek­tro­den di­rekt auf der Netz­haut (Re­ti­na) be­fes­tigt und mit ei­ner Vi­deo­ka­me­ra ver­bun­den. Der Glas­kör­per des Au­ges wird bei die­sem Ver­fah­ren in der Re­gel ent­fernt. Beim et­was kom­ple­xe­ren sub­re­ti­na­len Ver­fah­ren liegt das Im­plan­tat zwi­schen Netz­haut und Ader­haut. Statt ei­ner ex­ter­nen Vi­deo­ka­me­ra kom­men Mi­kro-Pho­to­di­oden zum Ein­satz, die di­rekt auf dem Im­plan­tat lie­gen und die Pho­to­re­zep­to­ren des Au­ges er­setz­ten. Ge­gen­über epi­re­ti­na­len Im­plan­ta­ten bie­tet die­se Me­tho­de ei­nen zen­tra­len Vor­teil: Da die Pho­to­di­oden di­rekt auf dem Au­ge lie­gen, sind Au­gen­be­we­gun­gen mög­lich.

 

Ei­ni­ge Re­ti­na Im­plan­ta­te sind be­reits auf dem Markt er­hält­lich. Das ers­te epi­re­ti­na­le Im­plan­tat na­mens AR­GUS wur­de im Jahr 2002 bei sechs Pa­ti­en­ten in den Ver­ei­nig­ten Staa­ten ein­ge­setzt. Das Nach­fol­ge­mo­dell AR­GUS II ist seit 2011 in Eu­ro­pa zu­ge­las­sen und wird auch in Deutsch­land im­plan­tiert. Im Kli­ni­kum rechts der Isar in Mün­chen wird das AR­GUS II Im­plan­tat zum Bei­spiel durch­schnitt­lich ein­mal im Mo­nat ein­ge­setzt. Die Kos­ten von rund 100.000 Eu­ro (Stand: 2015) über­neh­men die Kran­ken­kas­sen im Rah­men des NUB-Ver­fah­rens (NUB steht für Neue Un­ter­su­chungs- und Be­hand­lungs­me­tho­den). Auch sub­re­ti­na­le Im­plan­ta­te sind in­zwi­schen ver­füg­bar. Das Al­pha AMS Im­plan­tat der Re­ti­na Im­plant AG in Reut­lin­gen wur­de 2017 bei sechs Pa­ti­en­ten ein­ge­setzt.

Die Re­ti­na Im­plan­ta­te wer­den kon­ti­nu­ier­lich ver­bes­sert. Re­ti­na Im­plan­ta­te kön­nen den Pa­ti­en­ten nicht ih­re voll­stän­di­ge Seh­fä­hig­keit zu­rück­ge­ben. Neue­re Mo­del­le er­mög­li­chen es den Pa­ti­en­ten aber zu­min­dest, grö­ße­re Ob­jek­te und Ge­sich­ter zu er­ken­nen. Mit dem AR­GUS II Im­plan­tat konn­ten Pa­ti­en­ten so­gar von Er­fol­gen beim Le­sen von Buch­sta­ben be­rich­ten. Dar­über hin­aus be­schäf­tigt sich die For­schung auch mit Ver­bes­se­run­gen in der En­er­gie­ver­sor­gung. Sub­re­ti­na­le Im­plan­ta­te be­nö­ti­gen bis­her ei­ne ex­ter­ne En­er­gie­ver­sor­gung. Da­zu wird ei­ne Spu­le zur En­er­gie­auf­nah­me un­ter die Haut hin­ter dem Ohr ein­ge­setzt. Wei­ter­ent­wick­lun­gen in der Bat­te­rie­tech­nik könn­ten den Kom­fort der Im­plan­ta­te deut­lich er­hö­hen.

In Deutsch­land sind et­wa 30.000 bis 40.000 Men­schen an Re­t­in­i­tis pig­men­to­sa er­krankt. Die­se Er­krank­ten stel­len bis­her die Haupt­ziel­grup­pe von Re­ti­na Im­plan­ta­ten dar. Bei an­de­ren Er­blin­dungs­ur­sa­chen mit ge­schä­dig­tem Seh­nerv kön­nen die Im­plan­ta­te oft nicht an­ge­wen­det wer­den, da der Seh­nerv in­takt sein muss.

Im­plan­ta­te wer­den bei­spiels­wei­se an­ge­bo­ten von der Re­ti­na Im­plant AG aus Reut­lin­gen oder Se­cond Sight Me­di­cal Pro­ducts aus Ka­li­for­ni­en.

Die teil­wei­se Wie­der­er­lan­gung der Seh­fä­hig­keit stellt ei­ne enor­me Ver­bes­se­rung der Le­bens­qua­li­tät dar.

Ei­ne brei­te­re An­wen­dung der Re­ti­na Im­plan­ta­te wird bis­her noch von den ho­hen Kos­ten ge­hemmt. Des Wei­te­ren tre­ten auch häu­fig Ne­ben­wir­kun­gen, z. B. Ent­zün­dun­gen, auf.

Pro­duk­te #05
Ro­bo­ter
Steckbrief Produkte #000005

Roboter

Be­schrei­bung

In den letz­ten Jah­ren wur­den Ro­bo­ter in zu­neh­men­dem Ma­ße für den Ein­satz im Ge­sund­heits­we­sen ent­wi­ckelt. Ro­bo­ter wer­den be­reits in ei­ni­gen Kran­ken­häu­sern ge­nutzt und un­ter­stüt­zen dort zum Bei­spiel Ärz­te und Chir­ur­gen bei kom­pli­zier­ten Ein­grif­fen. In Kran­ken­häu­sern oder Pfle­ge­ein­rich­tun­gen kön­nen sie au­ßer­dem ein­fa­che und zeit­in­ten­si­ve Auf­ga­ben wie die Nah­rungs- und Me­di­ka­men­ten­ver­tei­lung über­neh­men und da­mit die Pfle­ge­kräf­te deut­lich ent­las­ten. Be­son­ders vor dem Hin­ter­grund des de­mo­gra­fi­schen Wan­dels, der sich in vie­len west­li­chen Län­dern ab­zeich­net, wer­den sol­che Ro­bo­ter an Be­deu­tung ge­win­nen. Sie könn­ten dem Fach­kräf­te­man­gel im Ge­sund­heits­we­sen zu­min­dest teil­wei­se ent­ge­gen­wir­ken. Vie­le For­schungs­ein­rich­tun­gen und Ro­bo­tik­un­ter­neh­men ar­bei­ten des­halb in­ten­siv an der Wei­ter­ent­wick­lung der be­stehen­den Tech­no­lo­gi­en. Ei­ne brei­te­re Nut­zung von Ro­bo­tern im Ge­sund­heits­sek­tor wird aber erst ab dem Jahr 2030 er­war­tet.

Im Ge­sund­heits­sek­tor kön­nen Ro­bo­ter auf ver­schie­dens­te Ar­ten ver­wen­det wer­den. Vor al­lem Auf­ga­ben, die ho­he, dau­er­haf­te Prä­zi­si­on ver­lan­gen oder mo­no­ton sind, kön­nen künf­tig ver­mehrt von Ro­bo­tern über­nom­men wer­den. Für Ope­ra­tio­nen wur­den spe­zi­el­le Hoch­prä­zi­si­ons­ro­bo­ter ent­wi­ckelt, die chir­ur­gi­sche Ein­grif­fe sehr viel ge­nau­er durch­füh­ren kön­nen, als dies per Hand mög­lich ist. Die Ope­ra­ti­ons­ro­bo­ter, die sich bis­her im Ein­satz be­fin­den (bspw. am Kli­ni­kum Groß­ha­dern in Mün­chen) wer­den aus­schließ­lich von mensch­li­chen Chir­ur­gen ge­steu­ert. Der Ein­satz von sol­chen Ro­bo­tern er­mög­licht es zu­dem, dass man­che Ope­ra­tio­nen nicht mehr of­fen, son­dern mi­ni­mal­in­va­siv durch­ge­führt wer­den kön­nen. Dies ver­bes­sert die Wund­hei­lung, ver­rin­gert den Blut­ver­lust und beugt der Nar­ben­bil­dung vor. Ope­ra­ti­ons­ro­bo­ter er­mög­li­chen dar­über hin­aus auch ganz neue Ein­satz­mög­lich­kei­ten im Be­reich der Te­le­me­di­zin. Mit sol­chen Ro­bo­tern kön­nen spe­zia­li­sier­te Chir­ur­gen kom­pli­zier­te Ein­grif­fe von über­all auf der Welt durch­füh­ren und so die me­di­zi­ni­sche Ver­sor­gung in Kri­sen­ge­bie­ten oder in ab­ge­schie­de­nen Or­ten ver­bes­sern. Nicht nur bei Ope­ra­tio­nen, son­dern auch im Be­reich der Pfle­ge wer­den Ro­bo­ter be­reits ver­ein­zelt ein­ge­setzt. Teil­au­to­no­me Pfle­ge­wa­gen kön­nen schon heu­te das Per­so­nal beim Trans­port von Wa­ren oder der Es­sens- und Me­di­ka­men­ten­ver­tei­lung ent­las­ten. Des Wei­te­ren wer­den Ro­bo­ter in der Er­go­the­ra­pie ver­wen­det, um teil­ge­lähm­te Pa­ti­en­ten nach ei­nem Schlag­an­fall oder ei­ner Hirn­blu­tung beim Wie­der­er­ler­nen von ein­fa­chen Be­we­gun­gen wie dem Grei­fen von Ge­gen­stän­den zu hel­fen. Dar­über hin­aus kön­nen Exo­s­ke­let­te ge­nutzt wer­den, um Be­trof­fe­nen all­täg­li­che Be­we­gun­gen zu er­mög­li­chen und so de­ren Hand­lungs­fä­hig­keit zu ver­bes­sern. Exo­s­ke­let­te kön­nen zum Bei­spiel Quer­schnitts­ge­lähm­ten das Ge­hen er­mög­li­chen. Sie sind zwar tech­nisch schon sehr aus­ge­reift, aber noch ver­gleichs­wei­se teu­er.

Ab­ge­se­hen von den ge­nann­ten ein­zel­nen Bei­spie­len sind Ro­bo­ter im Ge­sund­heits­we­sen ak­tu­ell noch nicht sehr weit ver­brei­tet. Neue Ro­bo­ter be­fin­den sich aber viel­fach im Test­sta­di­um und sol­len in den nächs­ten Jah­ren auf den Markt ge­bracht wer­den. Die Ro­bo­tik im Ge­sund­heits­we­sen be­sitzt da­her ein enor­mes Wachs­tums­po­ten­ti­al. Ins­be­son­de­re im pfle­ge­ri­schen Kon­text wird der Ein­satz von Ro­bo­tern zu­neh­men, die auch über ein­fa­che Trans­port­auf­ga­ben hin­aus­ge­hen. Bei ers­ten, von der EU fi­nan­zier­ten Test­läu­fen konn­te der an der Uni­ver­si­tät Pas­sau mit­ent­wi­ckel­te Ro­bo­ter MA­RIO De­menz­kran­ken bei der All­tags­be­wäl­ti­gung un­ter­stütz­ten. Die­ser Ro­bo­ter kann so­gar die Stim­mung des Pa­ti­en­ten er­ken­nen und auf die­se in ru­di­men­tä­rer Art und Wei­se re­agie­ren. Ro­bo­ter wie MA­RIO könn­ten ei­nes Ta­ges Pfle­ge­be­dürf­ti­gen das selbst­stän­di­ge Le­ben in der ei­ge­nen Häus­lich­keit er­mög­li­chen. Die Grund­la­gen­for­schung in der Ro­bo­tik be­schäf­tigt sich ins­be­son­de­re mit der Ver­bes­se­rung der künst­li­chen In­tel­li­genz und dem Ma­schi­nen­ler­nen.

Aus­ge­wähl­te Un­ter­neh­men der Bran­che sind bspw. die Ku­ka AG, die MLR Sys­tem GmbH, Al­de­ba­ran Ro­botics, Bos­ton Dy­na­mics oder Han­son Ro­botics Li­mi­ted.

An me­di­zi­ni­schen Ro­bo­tern wird ge­forscht am In­sti­tut für Ro­bo­tik und Me­cha­tro­nik des Deut­schen Luft- und Raum­fahrt­zen­trums in Mün­chen, am Lehr­stuhl für In­for­ma­tik der Uni­ver­si­tät Pas­sau, am In­sti­tut für Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik der Uni­ver­si­tät Bre­men oder am Fraun­ho­fer-In­sti­tut für Pro­duk­ti­ons­tech­nik und Au­to­ma­ti­sie­rung in Stutt­gart.

Ak­tu­ell sind die ost­asia­ti­schen Staa­ten, wie Ja­pan, Süd­ko­rea und Sin­ga­pur, füh­rend im Be­reich der Ro­bo­tik. Eu­ro­päi­sche, ins­be­son­de­re deut­sche For­schungs­ein­rich­tun­gen, die viel­fach durch EU-Gel­der ge­för­dert wer­den, ho­len aber auf. All­ge­mein an­ge­trie­ben wird die Ro­bo­tik im Pfle­ge­be­reich durch den de­mo­gra­fi­schen Wan­del, da die Ver­wen­dung von Ro­bo­tern dem Fach­kräf­te­man­gel ent­ge­gen­wir­ken kann.

Der Ein­satz von Ro­bo­tern im Ge­sund­heits­we­sen wird oft durch feh­len­de ge­setz­li­che und recht­li­che Vor­aus­set­zun­gen er­schwert. Zu­dem be­steht zwar von vie­len Sei­ten In­ter­es­se an den neu­en Tech­no­lo­gi­en, bei der Um­set­zung sind die meis­ten Ak­teu­re al­ler­dings noch recht zö­ger­lich. Ge­hemmt wird die wei­te­re Ver­brei­tung von Ro­bo­tern auch durch die noch sehr ho­hen Prei­se. Häu­fig an­fal­len­de War­tungs­ar­bei­ten schmä­lern die Kos­ten­ef­fi­zi­ent zu­sätz­lich. Bis­he­ri­ge Pro­to­ty­pen sind meist nur be­grenzt lern­fä­hig und weit von au­to­no­mem Han­deln ent­fernt. Bar­rie­ren im Be­reich der künst­li­chen In­tel­li­genz stel­len ak­tu­ell ein Hin­der­nis für die Ent­wick­lung hu­ma­no­ider Ro­bo­ter dar.

Das öko­no­mi­sche Po­ten­zi­al der Ro­bo­tik ist im­mens. Schät­zun­gen ge­hen da­von aus, dass die Um­sät­ze mit Ro­bo­tern über die nächs­ten Jah­re wei­ter an­zie­hen wer­den. Die Zahl der sich im Um­lauf be­find­li­chen Exo­s­ke­let­te et­wa soll ei­ner Stu­die zu Fol­ge von ak­tu­ell rund 7.500 Stück auf mehr als 100.000 im Jahr 2025 an­stei­gen.

Klein, B., Graf, B., Schlo­mer, I., Roß­berg, H., Röh­richt, K. und Baum­gar­ten, S. (2017). Ro­bo­tik in der Ge­sund­heits­wirt­schaft. Hei­del­berg, Ne­ckar: med­hoch­zwei Ver­lag.

Pro­duk­te #06
Tat­too-Elek­tro­den
Steckbrief Produkte #000006

Tattoo-Elektroden

Be­schrei­bung

Tat­too-Elek­tro­den be­inhal­ten leit­fä­hi­ge Po­ly­me­re (Stoff aus Ma­kro­mo­le­kü­len), die mit Hil­fe ei­nes Tin­ten­strahl­druck­ver­fah­rens auf han­dels­üb­li­ches tem­po­rä­res Tat­too-Pa­pier (das auch für Ab­zieht­at­toos ge­nutzt wird) ge­druckt wer­den. Da­bei wer­den Ein­zel­elek­tro­den oder Mul­tielek­tro­den-An­ord­nun­gen her­ge­stellt, die den glei­chen Zweck er­fül­len, wie die Gel-Elek­tro­den bei ei­nem her­kömm­li­chen EKG (Elek­tro­kar­dio­gramm) oder EMG (Elek­tro­myo­gra­fie: die Auf­zeich­nung elek­tri­scher Im­pul­se des Her­zens oder der Mus­keln). Die not­wen­di­gen Ver­bin­dun­gen zur Über­tra­gung der Si­gna­le sind eben­falls in das Tat­too in­te­griert. Die Tat­too-Elek­tro­den ha­ben ei­ne Di­cke von we­ni­ger als ei­nem Mi­kro­me­ter. Sie pas­sen sich der Haut­struk­tur an und kön­nen so­mit auch an Kör­per­stel­len an­ge­bracht wer­den, bei de­nen her­kömm­li­che Elek­tro­den un­ge­eig­net sind. Tat­too-Elek­tro­den be­sit­zen da­her er­heb­li­che Vor­tei­le ge­gen­über her­kömm­li­chen Elek­tro­den. Sie kön­nen oh­ne den Ein­satz von Gel auf der Haut an­ge­bracht wer­den und sind bes­ser für den lang­fris­ti­gen Ein­satz ge­eig­net. Zu­dem sind sie un­emp­find­li­cher ge­gen­über Fak­to­ren wie Haar­wachs­tum, die die Mess­wer­te her­kömm­li­cher Sys­te­me ver­fäl­schen kön­nen. Für Pa­ti­en­ten be­deu­ten die Tat­too-Elek­tro­den ei­nen Zu­wachs an Kom­fort und Mo­bi­li­tät. Ziel der Ent­wick­ler ist es, ein kos­ten­güns­ti­ges so­wie ein­fach und viel­sei­tig an­zu­wen­den­des Sys­tem zu schaf­fen.

Nächs­tes Ziel der Ent­wick­ler ist es, draht­lo­se Elek­tro­den her­zu­stel­len, die in der La­ge sind Si­gna­le so­wohl zu sen­den als auch zu emp­fan­gen. Da­mit wä­re zu­sätz­lich ei­ne ge­ziel­te Sti­mu­la­ti­on be­stimm­ter Kör­per­re­gio­nen mög­lich. In Zu­kunft könn­ten auch noch wei­te­re Sen­so­ren in die Tat­toos in­te­griert wer­den. Auch ei­ne Strom­ver­sor­gung der Tat­toos mit klei­nen, sich auf der Haut be­find­li­chen So­lar­zel­len wird von Wis­sen­schaft­lern er­forscht.

Tat­too-Elek­tro­den wer­den er­forscht von der TU Graz in Ko­ope­ra­ti­on mit meh­re­ren ita­lie­ni­schen Hoch­schu­len. Auch die Uni­ver­si­tät To­kio forscht an Tat­too-Elek­tro­den.

Die Tat­too-Elek­tro­den sol­len bei Dia­gno­se­ver­fah­ren wie EKG oder EMG an­ge­wen­det wer­den. Sie sind spe­zi­ell für Lang­zeit­mes­sun­gen über meh­re­re Ta­ge ge­eig­net und er­setz­ten die her­kömm­li­chen Gel-Elek­tro­den. Auch ei­ne lang­fris­te Über­wa­chung der Pa­ti­en­ten in der Pfle­ge und der Ein­satz bei Sport­lern sind mög­lich An­wen­dungs­fel­der.

Für ei­ne kom­mer­zi­el­le Ver­mark­tung der Tech­no­lo­gie ist die Ko­ope­ra­ti­on der For­scher­teams mit Un­ter­neh­men aus der Bio­me­di­zin-Bran­che not­wen­dig. So­bald die Tech­nik wei­ter aus­ge­reift ist, ist das Dru­cken von Sen­so­ren an­de­rer Art in ähn­li­cher Form denk­bar. Hier er­ge­ben sich gro­ße Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­tia­le für die Sen­so­rik-In­dus­trie.

Mo­men­tan wer­den die Tat­too-Elek­tro­den noch nicht kom­mer­zi­ell an­ge­bo­ten, son­dern be­fin­den sich noch in der Ent­wick­lungs­pha­se in den be­tei­lig­ten For­schungs­ein­rich­tun­gen.

Tat­too-Elek­tro­den er­schlie­ßen neue An­wen­dungs­fel­der. Bei­spiels­wei­se ist der Ein­satz der Elek­tro­den an Kör­per­stel­len mög­lich, für die Gel-Elek­tro­den bis­her nicht ge­eig­net wa­ren. Wenn das Pro­dukt erst ein­mal aus­greift ist, bie­tet es die Mög­lich­keit, Elek­tro­den äu­ßerst kos­ten­güns­tig und in­di­vi­dua­li­siert her­zu­stel­len.

Bis­her ist die Tech­no­lo­gie le­dig­lich im Ent­wick­lungs­sta­di­um, ob sie sich lang­fris­tig tat­säch­lich im Markt durch­set­zen kann, ist un­ge­wiss.

Die Ent­wick­ler se­hen ein sehr gro­ßes Markt­po­ten­ti­al, es ha­be be­reits In­ter­es­sens­be­kun­dun­gen in­ter­na­tio­na­ler bio­me­di­zi­ni­scher Un­ter­neh­men zur ge­mein­sa­men Ent­wick­lung ei­nes markt­fä­hi­gen Pro­duk­tes ge­ge­ben.

Pro­duk­te #07
Weara­bles
Steckbrief Produkte #000007

Wearables

Be­schrei­bung

Un­ter „Weara­bles“ fal­len im wei­tes­ten Sin­ne al­le elek­tro­ni­schen Kom­po­nen­ten, die in Klei­dungs­stü­cke oder me­di­zi­ni­sche Hilfs­mit­tel ein­ge­ar­bei­tet sind und die vom An­wen­der di­rekt am Kör­per oder in Kör­per­nä­he ge­tra­gen wer­den. Oft ha­ben sie die Funk­ti­on be­stimm­te Vi­tal­pa­ra­me­ter zu über­wa­chen und da­bei Da­ten zu sam­meln und aus­zu­wer­ten. Durch die Ver­bin­dung zum In­ter­net ist ein Da­ten­aus­tausch mit an­de­ren Ge­rä­ten, wie Smart­pho­nes und Per­so­nen, wie Ärz­ten, mög­lich. Dies führt zu ei­ner im­mer stär­ke­ren Ver­net­zung des An­wen­ders so­wie der Ge­brauchs­ge­gen­stän­de un­ter­ein­an­der („In­ter­net der Din­ge“).

Weara­bles wer­den zum ei­nen für das Kör­per-Mo­ni­to­ring ein­ge­setzt. Ge­rä­te die­ser Ka­te­go­rie zeich­nen bei­spiels­wei­se Schlaf, Be­we­gung, Er­näh­rung oder Blut­druck auf. Zum an­de­ren gibt es auch so­ge­nann­te „Hu­man-Com­pu­ter-In­ter­faces“. Die­ser Be­griff be­zeich­net die Ge­rä­te an der Schnitt­stel­le von Soft­ware und Mensch, an der Ein­ga­be und Aus­wer­tung der Da­ten er­folgt. Da­zu zäh­len et­wa in­tel­li­gen­te Smart Wat­ches oder Da­ten­bril­len. Schließ­lich kön­nen z. B. „Smart Patches“ (in­tel­li­gen­te Pflas­ter, die di­rekt auf die Haut auf­ge­klebt wer­den) ne­ben dem Mo­ni­to­ring der Kör­per­funk­tio­nen dem Pa­ti­en­ten auch ge­zielt und in­tel­li­gent ein Me­di­ka­ment o. ä. ver­ab­rei­chen. Do­sie­rung und Zeit­punkt der Ver­ab­rei­chung kön­nen da­bei in­di­vi­dua­li­siert wer­den.

Weara­bles wer­den im­mer klei­ner und auch der Tra­ge­kom­fort wird von den Her­stel­lern wei­ter ver­bes­sert. Für Au­ßen­ste­hen­de sind mo­der­ne Weara­bles wie die „Smart Patches“ oft gar nicht er­kenn­bar. Wäh­rend die ers­ten Weara­bles meist auf ei­ne ein­zel­ne Funk­ti­on spe­zia­li­siert wa­ren, wer­den ak­tu­ell Ge­rä­te ent­wi­ckelt, die ei­ne Viel­zahl von Fä­hig­kei­ten kom­bi­nie­ren und da­bei stär­ker mit an­de­ren Ge­rä­ten ver­netzt sind. In­tel­li­gen­te Weara­bles wer­den sich in Zu­kunft mehr und mehr dem All­tags­le­ben an­pas­sen und von den An­wen­dern wäh­rend des Tra­gens im­mer we­ni­ger wahr­ge­nom­men wer­den.

Auf der An­ge­bots­sei­te las­sen sich auf dem Markt für Weara­bles so­wohl vie­le klei­ne und mitt­le­re Un­ter­neh­men als auch in­ter­na­tio­na­le Kon­zer­ne fin­den. Wich­ti­ge Ak­teu­re sind auf der Nach­fra­ge­sei­te be­son­ders tech­ni­kaf­fi­ne Ver­brau­cher so­wie Ärz­te und Kran­ken­kas­sen, die über den me­di­zi­ni­schen Ein­satz die­ser Pro­duk­te ent­schei­den.

Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­tia­le be­stehen zwi­schen hoch spe­zia­li­sier­ten klei­nen und mitt­le­ren Un­ter­neh­men aus dem Me­di­zin­tech­nik­be­reich und gro­ßen glo­ba­len Tech­no­lo­gie­kon­zer­nen.

Aus­ge­wähl­te Bei­spie­le für An­bie­ter von Weara­bles sind Flex Me­di­cal So­lu­ti­ons, Fit­bit und Ken­zen aus den USA oder die Weara­bles Tech­no­lo­gies AG, Co­si­nuss und Bosch Sen­sor­tec aus Deutsch­land.

Be­son­ders Kun­den in den USA und Asi­en fra­gen Weara­bels nach, auch in der jün­ge­ren Ge­ne­ra­ti­on fin­det man ei­ne über­durch­schnitt­li­che Be­reit­schaft zum Tra­gen von Weara­bles. Das In­ter­es­se bei pri­va­ten Nach­fra­gern be­steht je­doch im Be­son­de­ren für Pro­duk­te aus dem Fit­ness- und Vor­sor­ge­be­reich. The­ra­peu­ti­sche und dia­gnos­ti­sche Weara­bles sind deut­lich we­ni­ger ver­brei­tet.

Die brei­te­re Ver­wen­dung von Weara­bles wird durch strik­te Re­gu­lie­run­gen, ver­schie­de­ne tech­ni­sche Stan­dards und Da­ten­schutz­be­den­ken ge­hin­dert. Die Markt­zu­las­sung durch die Re­gu­lie­rungs­stel­len hält mit der ra­san­ten tech­ni­schen Ent­wick­lung oft nicht Schritt. Die Ver­knüp­fung meh­re­rer Weara­ble-Pro­duk­te un­ter­schied­li­cher Her­stel­ler ist meist nicht oh­ne wei­te­res mög­lich, da ge­mein­sa­me Stan­dards feh­len. Dar­über hin­aus stel­len auch Da­ten­schutz­be­den­ken ein Hemm­nis dar, be­son­ders da Ge­sund­heits­da­ten als höchst per­sön­li­che Da­ten streng vor Miss­brauch ge­schützt wer­den müs­sen. Vie­le An­wen­der, be­son­ders in Deutsch­land, fürch­ten um ih­re Da­ten­si­cher­heit und scheu­en des­halb den Ein­satz von Weara­bles.

Im Jahr 2016 wur­den welt­weit mehr als 150 Mil­lio­nen Weara­ble-Pro­duk­te (ein­schließ­lich nicht-me­di­zi­ni­scher Ge­rä­te) ver­kauft, da­von 3,6 Mil­lio­nen in Deutsch­land. Die Um­sät­ze, die mit Weara­bles er­zielt wer­den konn­ten, be­lie­fen sich auf rund 6 Mil­li­ar­den Eu­ro welt­weit und 460 Mil­lio­nen Eu­ro in Deutsch­land. Den größ­ten Teil ma­chen da­bei Smart­wat­ches und Fit­ness­arm­bän­der aus. Bis zum Jahr 2020 kann von ei­ner Ver­dopp­lung aus­ge­gan­gen wer­den. Da­von ent­fällt et­wa die Hälf­te auf me­di­zi­ni­sche Weara­bles. 17 Pro­zent der Deut­schen be­sit­zen laut Um­fra­gen be­reits ein Weara­ble-Pro­dukt.

Tech­no­lo­gi­en #01
Me­di­zi­ni­scher 3D-Druck
Steckbrief Technologien #000001

Medizinischer 3D-Druck

Be­schrei­bung

Der Ein­satz von 3D-Druck un­ter­stützt die Me­di­zin auf ver­schie­dens­te Ar­ten. Me­di­zi­ni­sche Pro­duk­te und Hilfs­mit­tel kom­men be­reits viel­fach aus 3D-Dru­ckern, zu­dem be­schäf­tigt sich die For­schung ak­tu­ell mit dem Druck von bio­lo­gi­schem Ge­we­be. Das Prin­zip ist bei al­len ge­druck­ten Er­zeug­nis­sen ähn­lich: In der ad­di­ti­ven Fer­ti­gung wird auf Ba­sis von Da­ten­mo­del­len ein drei­di­men­sio­na­les Mo­dell in dün­ne Schich­ten zer­legt. Als Er­geb­nis wird ein Satz kon­tu­rier­ter vir­tu­el­ler Schich­ten gleich­mä­ßi­ger Di­cke ge­won­nen. Spe­zi­el­le An­la­gen bau­en die­se je­weils Schicht für Schicht in ein phy­si­sches Ge­samt­mo­dell, so dass aus dem vir­tu­el­len ein rea­les Mo­dell ent­steht. Als Ma­te­ria­li­en die­nen ver­schie­de­ne Kunst­stof­fe, Ke­ra­mik und Me­tal­le, aber auch le­ben­de Zel­len, die zu­sam­men mit Nähr­stof­fen und Ge­la­ti­ne zu ei­ner Art „Bio-Tin­te“ ver­mengt wer­den.

Bei der Her­stel­lung von in­di­vi­du­el­len me­di­zi­ni­schen Pro­duk­ten wie Pro­the­sen, Im­plan­ta­ten oder Hör­ge­rä­ten ist der 3D-Druck be­reits weit ver­brei­tet. Ins­be­son­de­re im Be­reich der Zahn­tech­nik konn­te sich das ad­di­ti­ve Ver­fah­ren ge­gen­über her­kömm­li­chen Her­stel­lungs­ver­fah­ren von Zahn­kro­nen durch­set­zen und sorgt für er­heb­li­che Kos­ten­sen­kun­gen. Aber auch bei Kom­plett­pro­the­sen und Im­plan­ta­ten wie Knie­ge­len­ken nimmt die Ver­brei­tung von ge­druck­ten Er­zeug­nis­sen zu. Da­mit ist ei­ne In­di­vi­dua­li­sie­rung der me­di­zi­ni­schen Pro­duk­te so­gar zu teils nied­ri­ge­ren Prei­sen mög­lich. In der Her­stel­lung von maß­ge­fer­tig­ten me­di­zi­ni­schen Hilfs­mit­teln wie Hör­ge­rä­ten und OP-Be­darf wie Bohr­scha­blo­nen oder spe­zi­el­len Skal­pel­len ist der 3D-Druck tech­no­lo­gisch eben­falls aus­ge­reift. Er­fol­ge konn­ten zu­dem bei der Her­stel­lung von Me­di­ka­men­ten er­zielt wer­den. Die US-ame­ri­ka­ni­sche Zu­las­sungs­be­hör­de FDA hat 2015 erst­ma­lig ein Me­di­ka­ment zu­ge­las­sen, das per 3D-Druck her­ge­stellt wur­de. Der me­di­zi­ni­sche 3D-Druck er­mög­licht ei­ne ex­ak­te Do­sie­rung der Wirk­stoff­men­ge, die da­durch in­di­vi­du­ell auf den Pa­ti­en­ten ab­ge­stimmt wer­den kann. Dar­über hin­aus wur­den 3D-Dru­cker für die Her­stel­lung von gan­zen „Mi­ni­fa­bri­ken“ ver­wen­det, in de­nen Me­di­ka­men­te lo­kal pro­du­ziert wer­den kön­nen. Die Me­di­ka­men­ten­her­stel­lung kann da­mit au­ßer­halb spe­zia­li­sier­ter An­la­gen, z. B. an ab­ge­schie­de­nen Or­ten oder in Kri­sen­ge­bie­ten, er­fol­gen. In der me­di­zi­ni­schen Aus­bil­dung wer­den 3D-ge­druck­te Mo­del­le zu Schu­lungs­zwe­cken ver­wen­det. Chir­ur­gen kön­nen die­se zur Ope­ra­ti­ons­vor­be­rei­tung nut­zen und so ei­ne op­ti­ma­le Pla­nung der not­wen­di­gen Schrit­te vor­neh­men. Dies führt zu bes­se­ren Be­hand­lungs­er­geb­nis­sen, be­son­ders bei schwie­ri­gen und/oder sel­te­nen Ein­grif­fen.

Die An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten und -ge­bie­te des me­di­zi­ni­schen 3D-Drucks neh­men kon­ti­nu­ier­lich zu. Die Her­stel­lung von gan­zen Or­ga­nen rückt da­bei zu­neh­mend in den Fo­kus der Wis­sen­schaft. Im Som­mer 2017 ge­lang es For­schern der ETH-Zü­rich, ein Si­li­kon­herz im 3D-Druck­ver­fah­ren her­zu­stel­len, das 3.000 Schlä­ge aus­hielt. Auch mit dem 3D-Druck von Ge­la­ti­ne-Ei­er­stö­cken, die in Mäu­se trans­plan­tiert wur­den, hat­ten For­scher be­reits Er­folg. Die Mäu­se ent­wi­ckel­ten nach der Trans­plan­ta­ti­on funk­ti­ons­fä­hi­ge Ei­zel­len, die auf na­tür­li­che Art be­fruch­tet wer­den konn­ten. In ei­ne ähn­li­che Rich­tung geht das „Bio­prin­ting“, bei dem Ge­we­be aus zu­vor ge­züch­te­ten Zel­len her­ge­stellt wird. Wäh­rend bei der Nah­rungs­mit­tel­her­stel­lung von Flei­scher­satz durch „Bio­prin­ting“ be­reits Er­fol­ge er­zielt wer­den konn­ten, steht der 3D-Druck ei­nes kom­ple­xen funk­ti­ons­fä­hi­gen Or­gans bis­her noch aus. Gro­ßes Po­ten­zi­al er­gibt sich zu­dem aus der Ver­wen­dung von Na­no­ma­te­ria­li­en. Ein For­scher­team am Tri­ni­ty Col­le­ge Dub­lin be­schäf­tigt sich in die­sem Zu­sam­men­hang mit neu­ar­ti­gen und sehr klei­nen Bat­te­ri­en, die in ver­schie­de­nen For­men ge­druckt und in an­de­re Ma­te­ria­li­en in­te­griert wer­den kön­nen. Ein po­ten­zi­el­les An­wen­dungs­ge­biet stel­len Herz­schritt­ma­cher dar.

Ak­teu­ren aus dem Be­reich des me­di­zi­ni­schen 3D-Drucks bie­ten sich Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­zia­le mit 3D-Druck-An­bie­tern aus an­de­ren Bran­chen, et­wa der Luft- und Raum­fahrt­tech­nik. Auch mit Me­di­ka­men­ten­her­stel­lern und der Le­bens­mit­tel­in­dus­trie sind Ko­ope­ra­tio­nen denk­bar.

Aus­ge­wähl­te An­bie­ter me­di­zin­si­cher 3D-Druck­ver­fah­ren sind et­wa PE­Per­Print (Hei­del­berg), EOS (Krailling bei Mün­chen), Con­cept La­ser (Lich­ten­fels), Hu­manX (Wildau) oder Emer­ging Im­plant Tech­no­lo­gies (Wurm­lin­gen).

Die For­schung beim Bio­prin­ting und beim 3D-Druck von Or­ga­nen wird ins­be­son­de­re vom Be­darf nach Or­gan­trans­plan­ta­ten an­ge­trie­ben. In Deutsch­land ster­ben pro Tag ca. drei Men­schen, weil sie nicht recht­zei­tig ein pas­sen­des Or­gan er­hal­ten. Die Grund­la­gen­for­schung im me­di­zi­ni­schen 3D-Druck er­folgt meist in For­schungs­ein­rich­tun­gen aus dem uni­ver­si­tä­ren Be­reich, die von öf­fent­li­chen Gel­dern der Län­der, des Bun­des oder der EU fi­nan­ziert wer­den.

Der me­di­zi­ni­sche 3D-Druck un­ter­liegt ei­ner Viel­zahl von An­for­de­run­gen, die sich durch die Re­gu­lie­run­gen auf dem Me­di­zin­markt er­ge­ben. Lang­wie­ri­ge Zer­ti­fi­zie­rungs­ver­fah­ren und stren­ge Vor­ga­ben an die Si­cher­heit und Ver­träg­lich­keit der Druckerzeug­nis­se stel­len die Her­stel­ler vor gro­ße Her­aus­for­de­run­gen. Auch die feh­len­den Lang­zeit­er­fah­run­gen mit den ge­druck­ten Pro­duk­ten stel­len ak­tu­ell ein Hin­der­nis dar. Ins­be­son­de­re bei Im­plan­ta­ten wie Knie­ge­len­ken ist ei­ne ab­schlie­ßen­de Be­ur­tei­lung erst nach lang­jäh­ri­gem Ein­satz mög­lich. Ei­ne wei­te­re Her­aus­for­de­rung er­gibt sich durch Fäl­schun­gen. Die sin­ken­den Her­stel­lungs­kos­ten für 3D-Dru­cker er­hö­hen das Ri­si­ko ei­ner Ver­brei­tung von Fäl­schun­gen im Be­reich der Me­di­zin­tech­nik er­heb­lich.

Das glo­ba­le Markt­vo­lu­men von 3D-Druck-Ver­fah­ren in der Me­di­zin­tech­nik be­trug im Jahr 2015 rund 260 Mil­lio­nen Eu­ro. Laut ei­ner Stu­die von PwC Stra­te­gy& steigt das Markt­vo­lu­men bis zum Jahr 2030 um den Fak­tor 20.

Kit­son, P., Ma­rie, G., Fran­coia, J., Za­less­kiy, S., Si­ger­son, R., Ma­thie­son, J. und Cro­nin, L. (2018). Di­gi­tiza­t­i­on of mul­tis­tep or­ga­nic syn­the­sis in re­ac­tionwa­re for on-de­mand phar­maceuti­cals.

La­ron­da, M., Rutz, A., Xiao, S., Whel­an, K., Dun­can, F., Roth, E., Woo­d­ruff, T. und Shah, R. (2018). A bio­prost­he­tic ova­ry crea­ted using 3D prin­ted mi­cro­po­rous scaf­folds res­to­res ova­ri­an func­tion in ste­ri­li­zed mi­ce.

Tech­no­lo­gi­en #02
Am­bi­ent As­sis­ted Li­ving
Steckbrief Technologien #000002

Ambient Assisted Living

Be­schrei­bung

Am­bi­ent-As­sis­ted-Li­ving-Sys­te­me, kurz AAL-Sys­te­me, un­ter­stüt­zen äl­te­re und pfle­ge­be­dürf­ti­ge Men­schen bei der Be­wäl­ti­gung von All­tags­auf­ga­ben in der ei­ge­nen häus­li­chen Wohn­um­ge­bung. Smart Ho­mes, das heißt die In­te­gra­ti­on von in­tel­li­gen­ten di­gi­ta­len Ver­fah­ren und Sys­te­men in pri­va­ten Wohn­räu­men, sind bis­her eher auf voll­stän­dig mo­bi­le, nicht pfle­ge­be­dürf­ti­ge Per­so­nen zu­ge­schnit­ten. AAL-Sys­te­me nut­zen die glei­chen Tech­ni­ken um un­ter­stüt­zungs­be­dürf­ti­gen Men­schen im All­tag be­hilf­lich zu sein. An­ge­sichts des de­mo­gra­fi­schen Wan­dels, ge­stei­ger­ter Kos­ten im Ge­sund­heits­we­sen und ge­stie­ge­ner An­sprü­che an die Le­bens­qua­li­tät im Al­ter kön­nen tech­ni­sche Un­ter­stüt­zungs­sys­te­me im All­tag ei­ne Ant­wort auf die Her­aus­for­de­run­gen der Zu­kunft dar­stel­len. Die Ver­brei­tung der­ar­ti­ger tech­ni­scher Hilfs­mit­tel ist bis­her noch ge­ring, kann aber durch die zu­neh­men­de Zahl der Pfle­ge­be­dürf­ti­gen mas­siv an­stei­gen.

Die As­sis­tenz­sys­te­me las­sen sich bei­spiels­wei­se nach ih­rem Ver­wen­dungs­zweck ka­te­go­ri­sie­ren. So gibt es AAL-Sys­te­me, die die Si­cher­heit der Be­woh­ner ge­währ­leis­ten, den Wohn­kom­fort er­hö­hen, ei­ne ein­fa­che­re Kom­mu­ni­ka­ti­on mit An­ge­hö­ri­gen und Pfle­gen­den er­mög­li­chen oder den Ge­sund­heits­zu­stand des Be­woh­ners kon­trol­lie­ren. Für mehr Si­cher­heit sor­gen Alarm­an­la­gen und Rauch­mel­der ge­nau­so wie Ver­schluss­sen­so­ren an Fens­tern oder au­to­ma­ti­sche Ab­schalt­ein­rich­tun­gen an Elek­tro­ge­rä­ten. An­de­re Sys­te­me die­nen der so­zia­len In­te­gra­ti­on von al­lein­le­ben­den Men­schen, bei­spiels­wei­se er­leich­tern Vi­deo­über­tra­gun­gen die Kom­mu­ni­ka­ti­on mit An­ge­hö­ri­gen und Pfle­gen­den. Eng da­mit ver­knüpft sind auch Sys­te­me, die ei­gen­stän­dig Not­ruf­si­gna­le aus­sen­den kön­nen, et­wa im Fall ei­nes Stur­zes oder bei Atem­not. Für die Kon­trol­le der Ge­sund­heit der An­wen­der kön­nen auch Sen­so­ren zum Ein­satz kom­men, die die Wohn­räu­me über­wa­chen und Le­bens­zei­chen der Be­woh­ner auf­zeich­nen oder Pa­ra­me­ter wie Luft­feuch­tig­keit und Raum­tem­pe­ra­tur re­gu­lie­ren. Wei­te­re ge­sund­heits­re­le­van­te An­wen­dun­gen sind Me­di­ka­men­te­ner­in­ne­run­gen, Bet­ten mit Auf­steh­hil­fen oder Toi­let­ten mit Int­impfle­ge.

Bis­her wer­den AAL-Sys­te­me recht sel­ten ge­nutzt, be­son­ders im Ver­gleich zu der stei­gen­den Ver­brei­tung von An­wen­dun­gen aus dem ‚Smart Ho­mes‘-Be­reich. In Zu­kunft wird je­doch al­ler Vor­aus­sicht nach der Be­darf nach Wohn­rau­mun­ter­stüt­zung für Pfle­ge­be­dürf­ti­ge wei­ter zu­neh­men. Mög­li­cher­wei­se wer­den schon in na­her Zu­kunft AAL-Sys­te­me bei Neu­bau­ten in die Pla­nun­gen in­te­griert. Als be­son­ders zu­kunfts­fä­hig könn­ten sich da­bei sen­so­ri­sche Raum­über­wa­chun­gen, Herd­ge­rä­te mit Ab­schalt­funk­ti­on, Not­ruf­knöp­fe, Toi­let­ten mit Int­impfle­ge, Auf­steh­hil­fen und Me­di­ka­men­ten­dis­pen­ser mit Er­in­ne­rungs­funk­ti­on er­wei­sen.

Beim Ein­satz von Am­bi­ent-As­sis­ted-Li­ving-Sys­te­men tref­fen vie­le ver­schie­de­ne Ak­teu­re wie Pfle­ge­be­dürf­ti­ge, Pfle­gen­de und Pfle­ge­kas­sen auf­ein­an­der. Wich­tig ist zu­dem die Ko­ope­ra­ti­on mit Kli­ni­ken in Form von Te­le­me­di­zin, mit Tech­no­lo­gie- und Te­le­kom­mu­ni­ka­ti­ons­an­bie­tern und dem Woh­nungs­bau­sek­tor.

Ent­wick­ler von AAL-Sys­te­men sind zum Bei­spiel Inirv Re­act (Rauch­mel­der, der au­to­ma­tisch den Herd ab­stellt), In­ter­tech­no (SOS-Not­ruf­knopf), Sa­fe­Wan­der (Alarm­so­cken für de­men­zi­ell er­krank­te Per­so­nen, Bet­talarm­sen­sor), Ha­ger Group (vie­le Haus­halts­elek­tro­nik­an­wen­dun­gen) oder Fu­ture Shape (z.B. Sens­Floor-Sen­sor­bo­den).

Bei äl­te­ren und pfle­ge­be­dürf­ti­gen Men­schen be­steht häu­fig der Wunsch, mög­lichst lan­ge in der ei­ge­nen häus­li­chen Um­ge­bung zu woh­nen. Da­bei soll­te die Si­cher­heit des Be­woh­ners ge­währ­leis­tet wer­den und der Wohn­kom­fort mög­lichst hoch sein. Auch An­ge­hö­ri­ge schät­zen die er­höh­te Ver­sor­gungs­si­cher­heit des Pfle­ge­be­dürf­ti­gen durch AAL-Sys­te­me. Sie müs­sen sich we­ni­ger dar­um sor­gen, ob die Wohn­aus­stat­tung ad­äquat ist oder in Not­fäl­len Hil­fe vor Ort ist. Da­ne­ben wird der Fach­kräf­te­man­gel im Pfle­ge­be­reich so­wie der wei­ter vor­an­schrei­ten­de de­mo­gra­fi­sche Wan­del ei­ne häus­li­che Wohn­un­ter­stüt­zung im­mer be­lieb­ter ma­chen. AAL-Sys­te­me könn­ten den Fach­kräf­te­man­gel im Pfle­ge­we­sen et­was ab­schwä­chen. Das BMBF för­der­te seit 2008 18 Pro­jek­te mit ins­ge­samt 45 Mil­lio­nen Eu­ro. Auch auf eu­ro­päi­sche Ebe­ne wur­de seit 2008 ein För­der­bud­get von 700 Mil­lio­nen Eu­ro be­reit­ge­stellt.

Bis­her ste­hen vor al­lem die ho­hen Kos­ten ei­ner groß­flä­chi­ge­ren Ver­brei­tung der Hilfs­tools im We­ge. Le­dig­lich das Haus­not­ruf­sys­tem, wel­ches we­ni­ger als 20 Eu­ro im Mo­nat kos­tet, wird schon groß­flä­chig ein­ge­setzt. Hem­mend wirkt auch, dass vie­le po­ten­ti­el­le Nut­zer tech­ni­schen und di­gi­ta­len Lö­sun­gen nicht im­mer auf­ge­schlos­sen ge­gen­über­ste­hen und be­son­ders im ho­hen Al­ter da­vor zu­rück­schre­cken, den Um­gang mit ei­ner neu­en Tech­no­lo­gie zu er­ler­nen. Eben­so sind Fra­gen des Da­ten­schut­zes bis­her un­ge­klärt.

AAL-Tech­no­lo­gi­en be­sit­zen ein gro­ßes Zu­kunfts­po­ten­ti­al, da der Pfle­ge­markt auf­grund der hö­he­ren Le­bens­er­war­tung wei­ter­hin wach­sen wird. Je­doch wer­den aus dem wei­ten Spek­trum der AAL-Pro­duk­te wohl längst nicht al­le An­wen­dun­gen ei­ne brei­te Nut­zung er­fah­ren. Be­son­ders sol­che, die ein güns­ti­ges Kos­ten-Nut­zen-Ver­hält­nis vor­wei­sen, ha­ben das Po­ten­ti­al sich am Markt durch­zu­set­zen. Mög­li­cher­wei­se wird es in Zu­kunft ei­ne im­mer stär­ke­re Be­zu­schus­sung von AAL-Tech­no­lo­gi­en durch die Pfle­ge­kas­sen ge­ben, wo­durch die­se für die Be­trof­fe­nen er­schwing­li­cher wer­den. Da­durch wird die Wei­ter­ent­wick­lung der Tech­no­lo­gi­en auch für die Her­stel­ler at­trak­ti­ver. Der welt­wei­te Um­satz be­trug im Jahr 2017 858 Mil­lio­nen US-Dol­lar, der Um­satz in Eu­ro­pa 216 Mil­lio­nen US-Dol­lar und der Um­satz in Deutsch­land 55 Mil­lio­nen US-Dol­lar. Bis 2021 wird mit ei­nem jähr­li­chen Wachs­tum von rund 60 Pro­zent ge­rech­net.

Tech­no­lo­gi­en #03
Bild­ge­ben­de Ver­fah­ren
Steckbrief Technologien #000003

Bildgebende Verfahren

Be­schrei­bung

Der Blick in das In­ne­re ei­nes le­ben­den Kör­pers ist ei­ne der gro­ßen Er­run­gen­schaf­ten der mo­der­nen Me­di­zin. Seit der Ent­de­ckung der Rönt­gen­strah­len im Jahr 1895 wur­den bild­ge­ben­de Ver­fah­ren stän­dig wei­ter­ent­wi­ckelt. Die in den 1970ern eta­blier­te Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) er­laub­te erst­mals auch die Er­stel­lung von 3D-Bil­dern. Mit­hil­fe ei­nes Com­pu­ters wer­den aus ver­schie­de­nen Rich­tun­gen auf­ge­nom­me­ne Rönt­gen­auf­nah­men di­gi­tal zu­sam­men­ge­setzt. Die an­fangs noch sehr ho­he Strah­len­be­las­tung die­ses Ver­fah­rens konn­te im Lau­fe der letz­ten Jahr­zehn­te deut­lich re­du­ziert wer­den, so zum Bei­spiel bei der di­gi­ta­len Vo­lu­men­to­mo­gra­phie (DVT). Gänz­lich oh­ne Rönt­gen­strah­len kommt hin­ge­gen die Ma­gnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie (MRT) aus, bei der mit­hil­fe ei­nes Ma­gnet­felds und von Ra­dio­strah­len hoch­auf­lö­sen­de 3D-Bil­der be­rech­net wer­den. Ne­ben der feh­len­den Strah­len­be­las­tung be­steht ein wei­te­rer Vor­teil die­ser To­mo­gra­phie­ge­rä­te auch in dem ho­hen Weich­tei­le­kon­trast. Al­ler­dings gilt die MRT als ver­gleichs­wei­se kos­ten­träch­tig und kann nicht bei Pa­ti­en­ten mit Me­tall­im­plan­ta­ten oder Herz­schritt­ma­chern an­ge­wen­det wer­den. Bei vie­len all­täg­li­chen Un­ter­su­chun­gen hat sich des­halb ein an­de­res Ver­fah­ren durch­ge­setzt: die So­no­gra­phie (Ul­tra­schall), die ei­nen be­son­ders kos­ten­ef­fi­zi­en­ten, strah­len­frei­en und si­che­ren Blick in das Kör­per­in­ne­re er­mög­licht. Im Ge­gen­satz zur MRT bie­tet die So­no­gra­phie al­ler­dings nur ei­ne be­grenz­te Auf­lö­sung in tief ge­le­ge­nen Ge­we­be­schich­ten und eig­net sich nicht für die Un­ter­su­chung von ei­ni­gen Or­ga­nen wie dem Ge­hirn oder der Lun­ge.

Die For­schung im Be­reich bild­ge­ben­der Ver­fah­ren wird mo­men­tan be­son­ders durch Fort­schrit­te in der Na­no­tech­no­lo­gie an­ge­trie­ben. Na­no­par­ti­kel kön­nen als Bio­mar­ker ge­nutzt wer­den, um Krank­hei­ten oder be­trof­fe­nes Ge­we­be schon in ei­nem sehr frü­hen Sta­di­um auf­zu­spü­ren und so die Hei­lungs­chan­cen zu er­hö­hen. Da­zu wer­den An­ti­kör­per an Mar­ker-Na­no­par­ti­kel ge­bun­den. Die­se Mo­le­kü­le do­cken am Krank­heits­herd an und ma­chen die­sen so­mit bei­spiels­wei­se im MRT sicht­bar. Jen­seits von Bio­mar­kern er­mög­licht der Ein­satz von Na­no­tech­no­lo­gie aber auch die Ent­wick­lung gänz­lich neu­er To­mo­gra­phie­ver­fah­ren. Ein an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen ent­wi­ckel­tes Na­no-CT-Sys­tem be­fin­det sich ak­tu­ell im ers­ten Pra­xis­test. Das Ge­rät er­mög­licht die Her­stel­lung von Bil­dern, die fast die Auf­lö­sung ei­nes Ras­ter­elek­tro­nen­mi­kro­skops er­rei­chen.

Mit dem Ein­satz von Na­no­par­ti­keln als Kon­trast­mit­tel konn­ten be­reits prak­ti­sche Er­fol­ge er­zielt wer­den. So­ge­nann­te Ei­sen­oxid­na­no­par­ti­kel wer­den bei der MRT in­zwi­schen stan­dard­mä­ßig ver­wen­det und er­mög­li­chen et­wa ei­ne bes­se­re Un­ter­su­chung der Le­ber. Me­ta­sta­sen kön­nen nach der Zu­ga­be des Kon­trast­mit­tels deut­lich von ge­sun­dem Ge­we­be un­ter­schie­den wer­den. Auch bei Krebs­vor­sor­ge­un­ter­su­chung wer­den be­reits Na­no­par­ti­kel aus Gold zur Ent­de­ckung von Tu­mor­er­kran­kun­gen im Früh­sta­di­um ge­nutzt.

Die Grund­la­gen­for­schung er­folgt meist in ver­schie­de­nen in­sti­tu­tio­nel­len oder uni­ver­si­tä­ren For­schungs­ein­rich­tun­gen. Da­ne­ben sind auch die gro­ßen Her­stel­ler von bild­ge­ben­den Ge­rä­ten mit der stän­di­gen Wei­ter­ent­wick­lung und Ver­bes­se­rung ih­rer Pro­duk­te be­schäf­tigt. Phar­ma­kon­zer­ne sind be­son­ders in den Be­rei­chen Kon­trast­mit­tel und Bio­mar­ker for­schungs­ak­tiv.

Die glo­bal füh­ren­den Un­ter­neh­men im Be­reich bild­ge­ben­de Ver­fah­ren sind Sie­mens Healt­hineers (Er­lan­gen), GE Health­ca­re (USA) und Phi­lips Health­ca­re (Nie­der­lan­de).

Die Her­stel­lung von bild­ge­ben­den Ge­rä­ten liegt haupt­säch­lich in der Hand von we­ni­gen sehr gro­ßen in­ter­na­tio­na­len Un­ter­neh­men.

Tech­no­lo­gi­en #04
Bio­mar­ker
Steckbrief Technologien #000004

Biomarker

Be­schrei­bung

Ein Bio­mar­ker ist ein ob­jek­tiv mess­ba­rer In­di­ka­tor für ei­nen bio­lo­gi­schen Pro­zess, der in der Me­di­zin haupt­säch­lich zur Ana­ly­se von Krank­hei­ten ver­wen­det wird. Bio­mar­ker wer­den vom Kör­per selbst pro­du­ziert, oder „als Me­di­zin“ ver­ab­reicht. Bei bei­den For­men lässt sich zwi­schen dia­gnos­ti­schen, pro­gnos­ti­schen und prä­di­ka­ti­ven Bio­mar­kern so­wie so­ge­nann­ten Ri­si­ko­mar­kern un­ter­schei­den. Ein dia­gnos­ti­scher Bio­mar­ker ist ein rei­ner In­di­ka­tor für das Vor­kom­men ei­ner Krank­heit. Ein pro­gnos­ti­scher Bio­mar­ker geht dar­über hin­aus und kann bei­spiels­wei­se auch ge­naue­re In­for­ma­ti­on über den zu­künf­ti­gen Krank­heits­ver­lauf lie­fern. Ein prä­di­ka­ti­ver Bio­mar­ker in­for­miert so­gar über den mög­li­chen Er­folg ei­ner The­ra­pie. Wäh­rend sich be­stimm­te The­ra­pi­en bei ei­ni­gen Pa­ti­en­ten als sehr wirk­sam er­wei­sen, kön­nen sie bei an­de­ren Pa­ti­en­ten nicht an­schla­gen oder die­sen so­gar scha­den. In­so­fern eig­nen sich prä­di­ka­ti­ve Bio­mar­ker zur Be­stim­mung der pas­sen­den The­ra­pie­form. Ri­si­ko­mar­ker kön­nen bei­spiels­wei­se Aus­kunft über ge­ne­ti­sche Ver­an­la­gun­gen ge­ben und zei­gen so das Ri­si­ko an, zu­künf­tig an ei­ner Krank­heit zu er­kran­ken.

Bio­mar­ker wer­den seit der An­ti­ke zur Dia­gno­se von Krank­hei­ten ver­wen­det. Bei ein­fa­chen Urin­ana­ly­sen konn­ten aus der Far­be, dem Ge­ruch oder dem Ge­schmack von Urin auf be­stimm­te Krank­hei­ten ge­schlos­sen wer­den. Zu­cker im Urin wies bei­spiels­wei­se auf Dia­be­tes hin. Ein mo­der­ne­res Bei­spiel für ei­nen Bio­mar­ker stel­len Schwan­ger­schafts­tests dar, die das Vor­kom­men be­stimm­ter Si­gnal­stof­fe im Urin ana­ly­sie­ren. Bio­mar­ker wer­den in der mo­der­nen Me­di­zin im­mer wich­ti­ger, da sie über ih­re klas­si­sche Rol­le als rei­nes Dia­gno­se­hilfs­mit­tel hin­aus­wach­sen. Ins­be­son­de­re in der Krebs­for­schung wur­den in den letz­ten Jahr­zehn­ten deut­li­che Fort­schrit­te er­zielt. Neue pro­gnos­ti­sche Mar­ker kön­nen be­reits bei ei­ni­gen Tu­mor­ar­ten den Krank­heits­ver­lauf vor­her­sa­gen und so bei­spiels­wei­se Ope­ra­ti­ons­ent­schei­dun­gen be­grün­den. Prä­di­ka­ti­ve Bio­mar­ker wer­den häu­fig ein­ge­setzt, um den Er­folg ei­ner Che­mo­the­ra­pie (bei­spiels­wei­se mit 5-Fluo­rou­ra­cil) vor­her­zu­sa­gen. Dar­über hin­aus kön­nen ge­ne­ti­sche Ri­si­ko­mar­ker auch schon ver­wen­det wer­den, um das Ri­si­ko für Brust­krebs­er­kran­kun­gen vor­her­zu­sa­gen. Per­so­nen mit ge­ne­ti­scher Ver­an­la­gun­gen kann so zu re­gel­mä­ßi­gen Vor­sor­ge­un­ter­su­chun­gen ge­ra­ten wer­den. Dar­über hin­aus wer­den spe­zi­el­le Bio­mar­ker auch im­mer stär­ker als Al­ter­na­ti­ve zu tra­di­tio­nel­len Kon­trast­mit­teln bei bild­ge­ben­den Ver­fah­ren ein­ge­setzt.

An Bio­mar­kern wird kon­stant wei­ter­ge­forscht. Be­son­ders im Be­reich der Na­no­tech­no­lo­gie konn­ten deut­li­che Fort­schrit­te er­zielt wer­den. Der Ein­satz von im Na­no­maß­stab ge­fer­tig­ten Par­ti­keln, die ge­zielt mit spe­zi­el­len Ei­gen­schaf­ten aus­ge­stat­tet wer­den, er­wei­tert die po­ten­zi­el­len An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten von Bio­mar­kern noch­mals deut­lich. Im La­bor zei­gen sol­che Mar­ker ver­schie­dens­te Krebs­ar­ten be­reits recht zu­ver­läs­sig an, viel­fach muss die in vi­vo An­wen­dung aber noch im Rah­men von kli­ni­schen Stu­di­en un­ter­sucht wer­den. Selbst die For­schungs­ab­tei­lung des Such­ma­schi­nen­kon­zerns Goog­le hat sich schon mit dem The­ma be­schäf­tigt. Die Na­no­par­ti­kel sol­len hier in Form ei­ner Pil­le ver­ab­reicht wer­den, den Kör­per auf Krank­heits­sym­pto­me un­ter­su­chen und dann über Weara­bles wie z.B. Smart­wat­ches aus­ge­le­sen wer­den kön­nen. Auch mit ei­nem Früh­warn­sys­tem für Herz­in­fark­te be­schäf­ti­gen sich For­scher, die im Na­no-Be­reich ak­tiv sind. Solch ein Na­no-Sys­tem könn­te Pa­ti­en­ten be­reits vor dem Auf­tre­ten ei­nes In­fark­tes war­nen und da­zu be­we­gen, prä­ven­tiv ein Kran­ken­haus auf­zu­su­chen.

Die For­schung über­neh­men die gro­ßen Phar­ma­kon­zer­ne. Dar­über hin­aus er­folgt die Grund­la­gen­for­schung an in­sti­tu­tio­nel­len und uni­ver­si­tä­ren For­schungs­ein­rich­tun­gen.

Bio­mar­ker wer­den bei­spiels­wei­se an­ge­bo­ten von Phar­ma­un­ter­neh­men wie Ro­che (Ba­sel) oder Merck Mil­li­po­re (Darm­stadt, Bur­ling­ton USA).

Be­son­ders vor­an­ge­trie­ben wird die Ent­wick­lung neu­er Bio­mar­ker von Phar­ma­kon­zer­nen und For­schungs­ein­rich­tun­gen. Teils sind sie auch Bei­pro­duk­te an­de­rer For­schungs­pro­jek­te.

Strik­te Re­gu­lie­run­gen auf dem Me­di­zin­markt und der enor­me fi­nan­zi­el­le Auf­wand, der mit kli­ni­schen Stu­di­en ein­her­geht, stel­len Hemm­nis­se für die Wei­ter­ent­wick­lung von Bio­mar­kern dar.

Tech­no­lo­gi­en #05
Ver­mitt­lungs­platt­for­men
Steckbrief Technologien #000005

Vermittlungsplattformen

Be­schrei­bung

Di­gi­ta­le Ver­mitt­lungs­platt­for­men er­mög­li­chen es Pa­ti­en­ten, sich welt­weit über Be­hand­lungs­an­ge­bo­te von Kli­ni­ken zu in­for­mie­ren, um dann ge­ge­be­nen­falls ei­nen Be­hand­lungs­ter­min zu ver­ein­ba­ren. Bis­her wur­de das Feld von pri­va­ten Ver­mitt­lungs­agen­tu­ren do­mi­niert, die Kon­tak­te ins Aus­land her­stell­ten, Kos­ten­vor­an­schlä­ge ein­hol­ten, Rei­se­for­ma­li­tä­ten er­le­dig­ten und die Be­treu­ung vor Ort über­nah­men. Seit ei­ni­gen Jah­ren wird die­ser Markt al­ler­dings zu­neh­mend von In­ter­net­platt­for­men er­schlos­sen, die ihr Web-Por­tal kos­ten­los zur Ver­fü­gung stel­len. Ent­schei­det sich der Kun­de an­schlie­ßend für ei­ne Be­hand­lung in ei­nem aus­län­di­schen Kran­ken­haus, wer­den die Be­hand­lungs­kos­ten für die Kli­nik an die Ver­mitt­lungs­platt­form ent­rich­tet. Die­se fi­nan­zie­ren sich durch Ge­büh­ren, die die Kli­ni­ken im Aus­land für den Ver­mitt­lungs­ser­vice be­zah­len. At­trak­tiv für die Kun­den ist, dass die Ko­ope­ra­ti­ons­kli­ni­ken der Ver­mitt­lungs­platt­for­men in­ter­na­tio­nal ak­kre­di­tiert sind, die Be­hand­lungs­prei­se trans­pa­rent kal­ku­liert wer­den und die Be­wer­tun­gen der Kran­ken­häu­ser on­line frei zu­gäng­lich sind.

Ei­ne der be­deu­tends­ten Ver­mitt­lungs­platt­for­men ist Me­di­go. Das Un­ter­neh­men wur­de im Jahr 2013 in Ber­lin ge­grün­det und hat seit­her über 60.000 Pa­ti­en­ten an Kran­ken­häu­ser in 178 Län­dern ver­mit­telt. Mitt­ler­wei­le hat das Un­ter­neh­men ne­ben sei­nem Haupt­sitz in Ber­lin zwei wei­te­re Bü­ros in Du­bai und Syd­ney. Me­di­go be­schäf­tigt rund 50 Mit­ar­bei­ter. Zu­letzt be­tei­lig­ten sich in­ter­na­tio­na­le In­ves­to­ren mit ei­nem Vo­lu­men von et­wa 10 Mil­lio­nen Eu­ro an dem Un­ter­neh­men. Das Un­ter­neh­men wirbt da­mit, aus­schließ­lich mit den bes­ten Kli­ni­ken ei­nes Lan­des zu ko­ope­rie­ren und be­treibt vor Ko­ope­ra­ti­ons­ab­schluss ei­ne auf­wen­di­ge Prü­fung der Kran­ken­häu­ser.

Der Markt für me­di­zi­ni­sche Rei­sen ins Aus­land wächst seit ei­ni­gen Jah­ren ra­sant. Da­von pro­fi­tie­ren die An­bie­ter von di­gi­ta­len Ver­mitt­lungs­platt­for­men, de­ren Ziel es ist, die di­gi­ta­le Grund­la­ge für ei­ne Ent­na­tio­na­li­sie­rung von Ge­sund­heits­dienst­leis­tun­gen zur Ver­fü­gung zu stel­len. Auch in der me­di­zi­ni­schen Fach­welt wird das The­ma im­mer brei­ter re­zi­piert. Seit drei Jah­ren wer­den gro­ße, in­ter­na­tio­na­le „Me­di­cal Tra­vel Sum­mits“ aus­ge­rich­tet, auf de­nen sich die be­deu­tends­ten Ak­teu­re der Bran­che ein­fin­den.

Bei­spie­le für Ver­mitt­lungs­platt­for­men sind et­wa Me­di­go, Ca­re­mon­do, Ju­no­me­di­cals, Eu­ro­pean Me­di­cal Tra­vel Al­li­an­ce EEIG, Eu­ro­me­di­cal Tours, Health Tra­ve­lers World­wi­de oder Me­di­cal Tra­vel Qua­li­ty Al­li­an­ce.

Das Wachs­tum des Mark­tes für di­gi­ta­le Ver­mitt­lungs­platt­for­men ist vor al­lem nach­fra­ge­ge­trie­ben. Die Grün­de, sich ei­ner me­di­zi­ni­schen Be­hand­lung im Aus­land zu un­ter­zie­hen, rei­chen da­bei von feh­len­den Be­hand­lungs­mög­lich­kei­ten im In­land über kos­ten­güns­ti­ge­re Be­hand­lun­gen im Aus­land, bis hin zu der Er­war­tung, im Aus­land ei­ne qua­li­ta­tiv hö­her­wer­ti­ge Be­hand­lung zu er­hal­ten. Auch der de­mo­gra­fi­sche Wan­del und der stei­gen­de Kos­ten­druck im Ge­sund­heits­we­sen dürf­ten zu­künf­tig da­zu füh­ren, dass me­di­zi­ni­sche Be­hand­lun­gen stär­ker als bis­her im Aus­land durch­ge­führt wer­den.

Auch wenn di­gi­ta­le Ver­mitt­lungs­platt­for­men zu­neh­mend in An­spruch ge­nom­men wer­den, ha­ben vie­le Pa­ti­en­ten nach wie vor Be­den­ken be­züg­lich der Qua­li­tät der ver­mit­tel­ten Leis­tun­gen. Die Platt­for­men ga­ran­tie­ren zwar die Gü­te der An­bie­ter, kön­nen aber letz­te Zwei­fel (po­ten­zi­el­ler) Kun­den hin­sicht­lich der Qua­li­tät der Ver­sor­gung und der Ver­si­che­rung im Scha­dens­fall nicht im­mer gänz­lich aus­räu­men. Wei­te­re mög­li­che Hemm­nis­se sind der bü­ro­kra­ti­sche Auf­wand und die ge­sund­heit­li­chen Be­las­tun­gen, die mit ei­ner me­di­zi­ni­schen Be­hand­lung im Aus­land oft ver­bun­den sind. Da­ne­ben kön­nen auch Be­den­ken hin­sicht­lich der Da­ten­si­cher­heit die In­an­spruch­nah­me der Ver­mitt­lungs­platt­for­men be­ein­träch­ti­gen.

Der ge­sam­te Markt der di­gi­ta­len Ver­mitt­lungs­platt­for­men wird in den nächs­ten Jah­ren vor­aus­sicht­lich wei­ter stark wach­sen.

Tech­no­lo­gi­en #06
Elek­tro­ni­sche Pa­ti­en­ten­ak­te
Steckbrief Technologien #000006

Elektronische Patientenakte

Be­schrei­bung

Bei der elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te han­delt es sich um ei­ne (lan­des­wei­te) sek­tor- und fall­über­grei­fen­de Da­ten­bank, in wel­che Arzt­pra­xen, Kli­ni­ken und an­de­re Ein­rich­tun­gen des Ge­sund­heits­we­sens (z. B. Apo­the­ken und Pfle­ge­ein­rich­tun­gen) re­le­van­te me­di­zi­ni­sche Da­ten pa­ti­en­ten­be­zo­gen ein­pfle­gen kön­nen. Die ein­ge­ge­be­nen In­for­ma­tio­nen kön­nen sich u. a. auf die Kran­ken­ge­schich­te, Be­fun­de und Me­di­ka­ti­on ei­nes Pa­ti­en­ten be­zie­hen. Zu­griff auf die Da­ten hat grund­sätz­lich das ge­sam­te Be­hand­lungs­team des Pa­ti­en­ten, so­fern die­ser dies au­to­ri­siert hat. Der Vor­teil elek­tro­ni­scher Pa­ti­en­ten­ak­ten be­steht ins­be­son­de­re dar­in, dass durch den ver­bes­ser­ten In­for­ma­ti­ons­fluss zwi­schen den re­le­van­ten ärzt­li­chen und nicht­ärzt­li­chen Ak­teu­ren Be­hand­lungs­feh­ler mi­ni­miert wer­den kön­nen. Da­durch kön­nen ins­ge­samt die Ef­fek­ti­vi­tät, die Ef­fi­zi­enz und die Qua­li­tät der me­di­zi­ni­schen Ver­sor­gung ver­bes­sert wer­den. Pa­ti­en­ten kön­nen über­dies leich­ter auf ih­re me­di­zi­ni­schen Da­ten zu­grei­fen und sich ge­nau­er über ih­re Dia­gno­se, The­ra­pie und Be­hand­lungs­er­geb­nis­se in­for­mie­ren. Da­ne­ben kön­nen die (an­ony­mi­sier­ten) Da­ten auch für For­schungs­zwe­cke ge­nutzt wer­den.

Elek­tro­ni­sche Pa­ti­en­ten­ak­ten wer­den all­mäh­lich in im­mer mehr Län­dern eta­bliert. In Est­land wer­den z. B. seit 2013 pa­ti­en­ten­be­zo­ge­ne In­for­ma­tio­nen zu Arzt­be­su­chen, Be­fun­den und Me­di­ka­men­ten in ei­ner lan­des­weit ein­heit­li­chen elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te ge­spei­chert. Zu­griff auf die Ak­ten ha­ben Arzt­pra­xen und Kli­ni­ken, die vom je­wei­li­gen Pa­ti­en­ten da­für au­to­ri­siert wur­den. Um­ge­setzt wird das elek­tro­ni­sche Ak­ten­sys­tem mit­tels ei­nes web­ba­sier­ten, ver­schlüs­sel­ten Por­tals; die Spei­che­rung der Da­ten er­folgt zen­tral. Ne­ben Est­land ha­ben in Eu­ro­pa u. a. auch Dä­ne­mark, Schwe­den und Ös­ter­reich die elek­tro­ni­sche Pa­ti­en­ten­ak­te als fes­ten Be­stand­teil ih­rer na­tio­na­len E-Health-Stra­te­gie eta­bliert. Auf glo­ba­ler Ebe­ne ist Is­ra­el ei­ner der Vor­rei­ter bei der elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te. Be­reits An­fang der 1990er Jah­re be­gann dort ein gro­ßer Ver­sor­gungs­trä­ger mit dem Auf­bau ei­nes über­grei­fen­den elek­tro­ni­schen Ak­ten­sys­tems. Mitt­ler­wei­le kön­nen die pa­ti­en­ten­be­zo­ge­nen Da­ten, die auch zur Ver­sor­gungs­for­schung ge­nutzt wer­den, per Ta­blet oder Smart­pho­ne auch von den Pa­ti­en­ten ein­ge­se­hen wer­den. In Deutsch­land wird die Ein­füh­rung ei­ner bun­des­wei­ten elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te be­reits seit Län­ge­rem dis­ku­tiert. Die Um­set­zung läuft bis­her je­doch schlep­pend. Der Ko­ali­ti­ons­ver­trag der neu­en Bun­des­re­gie­rung sieht die Ein­füh­rung ei­ner di­gi­ta­len Pa­ti­en­ten­ak­te auf Bun­des­ebe­ne erst bis 2021 vor. An­ge­sichts die­ser Ent­wick­lung ent­schei­den sich zu­neh­mend ein­zel­ne Ak­teu­re des Ge­sund­heits­we­sens – dar­un­ter pri­va­te Kli­nik­ket­ten so­wie Kran­ken­kas­sen – da­zu, ei­ge­ne elek­tro­ni­sche Ak­ten­sys­te­me ein­zu­füh­ren, um da­mit pa­ti­en­ten­be­zo­ge­ne Da­ten zen­tral und di­gi­tal zu er­fas­sen und aus­zu­tau­schen. Die Ein­füh­rung ei­ner kas­sen­über­grei­fen­den elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te wird ge­gen­wär­tig in Bay­ern im Rah­men ei­nes Mo­dell­pro­jekts er­probt. In der elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te „Mei­ne Ge­sund­heits­ak­te Di­gi­tal“ wer­den u. a. Not­fall­da­ten, Mut­ter­pass, In­for­ma­tio­nen aus Fit­ness­arm­bän­dern und Kran­ken­häu­sern ge­spei­chert.

Bei der Ein­füh­rung und Nut­zung elek­tro­ni­scher Pa­ti­en­ten­ak­ten sind ins­be­son­de­re Leis­tungs­er­brin­ger (Arzt­pra­xen, Kli­ni­ken und an­de­re Ge­sund­heits­ein­rich­tun­gen), Pa­ti­en­ten, Kran­ken­kas­sen, IT-Dienst­leis­ter und die For­schung die ent­schei­den­den Ak­teu­re.

Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­zia­le be­stehen zwi­schen Kran­ken­kas­sen, Leis­tungs­er­brin­gern und IT-Dienst­leis­tern.

Elek­tro­ni­sche Pa­ti­en­ten­ak­ten wer­den un­ter an­de­rem ent­wi­ckelt von Un­ter­neh­men wie Ca­re­on, Com­pu­g­roup, IBM, In­ter­Sys­tems oder vi­ta­book.

Um­fra­gen zei­gen ein in wei­ten Tei­len der Be­völ­ke­rung be­stehen­des In­ter­es­se an der Nut­zung ei­ner elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­te. Im so­ge­nann­ten E-Health-Ge­setz, das En­de 2015 ver­ab­schie­det wur­de, wur­de die elek­tro­ni­sche Pa­ti­en­ten­ak­te als we­sent­li­ches Ele­ment der Te­le­ma­tik­in­fra­struk­tur ver­an­kert.

In Deutsch­land gibt es bis­her kei­ne ein­deu­ti­ge Stra­te­gie zur flä­chen­de­cken­den Eta­blie­rung von elek­tro­ni­schen Pa­ti­en­ten­ak­ten. Her­aus­for­de­run­gen be­stehen u. a. bei der Fest­le­gung der In­hal­te der Ak­te, des Da­ten­schut­zes, des Zu­gangs­ma­nage­ments, der Haf­tung, der In­ter­ope­ra­bi­li­täts­stan­dards und der Fi­nan­zie­rung. So­fern die Pa­ti­en­ten selbst ent­schei­den, wel­che ih­rer Da­ten in der elek­tro­ni­schen Ak­te ge­spei­chert wer­den bzw. wel­che Ak­teu­re Zu­griff auf die Da­ten ha­ben, gibt es für die ärzt­li­chen und nicht­ärzt­li­chen Ak­teu­re des Ge­sund­heits­we­sens kei­ne Ga­ran­tie auf Voll­stän­dig­keit. Im Zwei­fels­fall müs­sen die er­for­der­li­chen In­for­ma­tio­nen auf her­kömm­li­chem Weg be­schafft wer­den, wo­durch kei­ne Ar­beits­zeit ein­ge­spart wer­den kann.

Kos­ten­er­spar­nis­se bzw. Ef­fi­zi­enz­ge­win­ne er­ge­ben sich durch die Ver­mei­dung von Dop­pel­be­hand­lun­gen und durch die elek­tro­ni­sche Aus­stel­lung von Re­zep­ten, Arzt­brie­fen und Über­wei­sun­gen.

Tech­no­lo­gi­en #07
Elek­tro­ni­sche Bei­pack­zet­tel
Steckbrief Technologien #000007

Elektronische Beipackzettel

Be­schrei­bung

Elek­tro­ni­sche Bei­pack­zet­tel er­set­zen oder er­gän­zen bis­he­ri­ge Bei­pack­zet­tel in Pa­pier­form durch di­gi­ta­li­sier­te Ver­sio­nen. Die elek­tro­ni­schen Pa­ckungs­bei­la­gen ha­ben da­bei be­deu­ten­de Vor­tei­le für die An­wen­der. In­for­ma­tio­nen über ein Me­di­ka­ment kön­nen viel ge­nau­er auf den Pa­ti­en­ten zu­ge­schnit­ten wer­den. Ne­ben­wir­kun­gen oder Kon­tra­in­di­ka­tio­nen kön­nen di­gi­tal an­hand von Merk­ma­len wie bei­spiels­wei­se dem Ge­schlecht oder dem Al­ter ge­fil­tert wer­den. So­mit wer­den dem Pa­ti­en­ten nur die In­for­ma­tio­nen an­ge­zeigt, die die­ser auch wirk­lich be­nö­tigt. Der elek­tro­ni­sche Bei­pack­zet­tel könn­te so den Wie­der­spruch zwi­schen Ver­ständ­lich­keit und um­fas­sen­den und prä­zi­sen In­for­ma­tio­nen lö­sen. Ver­schie­de­ne Stu­di­en, die sich in der Ver­gan­gen­heit mit der Les­bar­keit und Ver­ständ­lich­keit von Bei­pack­zet­teln be­schäf­tig­ten, at­tes­tier­ten deut­li­chen Ver­bes­se­rungs­be­darf in die­sen Be­rei­chen.

An der Uni­kli­nik Ham­burg-Ep­pen­dorf wer­den elek­tro­ni­sche Bei­pack­zet­tel bei Me­di­ka­men­ten­aus­ga­ben ver­wen­det. Je­dem Me­di­ka­ment wird ein Zet­tel mit ei­nem QR-Code bei­ge­ge­ben, der ei­nen Link zu dem je­wei­li­gen Bei­pack­zet­tel auf der Web­site www.bei­pack­zet­tel.de ent­hält. Die­ser QR-Code kann mit ei­nem Scan­ner bei­spiels­wei­se am Smart­pho­ne ein­ge­le­sen wer­den. Über die­sen Link kön­nen Pa­ti­en­ten sämt­li­che In­for­ma­tio­nen ein­se­hen, die sie sonst in der Pa­ckungs­bei­la­ge des Me­di­ka­men­tes fin­den könn­ten.

Fast je­der Bei­pack­zet­tel ist heut­zu­ta­ge be­reits in di­gi­ta­ler Form ver­füg­bar. Es ist nicht da­von aus­zu­ge­hen, dass der bis­he­ri­ge Bei­pack­zet­tel in Pa­pier­form ab­ge­schafft wer­den wird.

Elek­tro­ni­sche Bei­pack­zet­tel sind bei­spiels­wei­se zu fin­den auf der Web­sei­te: www.bei­pack­zet­tel.de.

Das In­for­ma­ti­ons­be­dürf­nis von Sei­ten der Pa­ti­en­ten treibt die Nut­zung von elek­tro­ni­schen Bei­pack­zet­teln wei­ter an.

Nicht je­der Pa­ti­ent be­sitzt ei­nen In­ter­net­zu­gang oder das tech­ni­sche Wis­sen, um ei­nen di­gi­ta­len Bei­pack­zet­tel auf­zu­ru­fen. Ein wei­te­res Hemm­nis stel­len Da­ten­schutz­be­den­ken dar. Beim Auf­ruf ei­nes di­gi­ta­len Bei­pack­zet­tels wer­den sen­si­ble Da­ten über­mit­telt, die Rück­schlüs­se auf Er­kran­kun­gen er­mög­li­chen.

Die öko­no­mi­sche Be­deu­tung von di­gi­ta­li­sier­ten Bei­pack­zet­teln ist als recht ge­ring ein­zu­schät­zen.

Tech­no­lo­gi­en #08
Ge­nom-Edi­tie­rung mit CRIS­PR/Cas9
Steckbrief Technologien #000008

Genom-Editierung mit CRISPR/Cas9

Be­schrei­bung

Die Mög­lich­keit, durch die Nut­zung von Nu­klea­sen Ge­ne ei­ner Zel­le oder ei­nes gan­zen Or­ga­nis­mus zu ver­än­dern, zu ent­fer­nen oder neue Ge­ne hin­zu­zu­fü­gen, wird als Ge­nom-Edi­tie­rung be­zeich­net. Da­für ein­ge­setz­te Tech­no­lo­gi­en sind un­ter an­de­rem Ho­m­ing-En­do­nu­klea­sen, Zink­fin­ger­nu­klea­sen (ZFN), Tran­skrip­ti­ons­ak­ti­va­to­r­ähn­li­che Ef­fek­tor-Nu­klea­sen (TA­LEN) so­wie RNA-ge­lei­te­te Nu­klea­se­sys­te­me wie CRIS­PR/Cas9. Prin­zi­pi­ell kann je­der DNA-Strang an ei­ner be­lie­bi­gen Stel­le durch­trennt und an­schlie­ßend re­pa­riert wer­den. Bei ei­ner Ge­nom-Edi­tie­rung wird dies ge­zielt her­bei­ge­führt, ist vom Ab­lauf aber iden­tisch mit ei­ner na­tür­li­chen Mu­ta­ti­on. CRIS­PR/Cas9 ist das neu­es­te Ver­fah­ren der Ge­nom-Edi­tie­rung. Im Ver­gleich zu an­de­ren Ver­fah­ren ist die Me­tho­de schnel­ler, kos­ten­güns­ti­ger und prä­zi­ser. Un­be­ab­sich­tig­te Schnit­te im DNA-Strang au­ßer­halb der Ziel­re­gi­on kön­nen weit­ge­hend ver­mie­den wer­den. Zu­dem kön­nen mit CRIS­PR/Cas9 meh­re­re Ge­nom­ver­än­de­run­gen gleich­zei­tig durch­ge­führt wer­den. CRIS­PR/Cas9 wur­de bis­her nur zu­rück­hal­tend prak­tisch an­ge­wandt, da die Me­tho­de nicht ri­si­ko­frei ist und über die lang­fris­ti­gen Wir­kun­gen von her­bei­ge­führ­ten Ge­nom-Ver­än­de­run­gen noch zu we­nig be­kannt ist. Es be­stehen al­ler­dings Ein­satz­mög­lich­kei­ten in der Tier- und Pflan­zen­zucht und per­spek­ti­visch in der Hu­man­me­di­zin.

Die theo­re­ti­schen An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten der Ge­nom-Edi­tie­rung sind breit ge­fä­chert. Ins­be­son­de­re Erb­krank­hei­ten könn­ten durch die ge­ziel­te Ver­än­de­rung von Ge­nen ge­heilt wer­den, prin­zi­pi­ell be­stehen aber An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten bei na­he­zu al­len Krank­hei­ten. In der Theo­rie könn­te die Gen-Edi­tie­rung al­so zur The­ra­pie von ver­schie­dens­ten Krebs­ar­ten aber auch zur Be­hand­lung von In­fek­ti­ons­krank­hei­ten wie Ma­la­ria ge­nutzt wer­den. Die po­ten­zi­el­le An­wen­dung der Ge­nom-Edi­tie­rung ins­be­son­de­re an Em­bryo­nen öff­net da­bei Fra­gen im bio­ethi­schen Be­reich.

CRIS­PR/Cas9 wur­de be­reits ei­ni­ge Ma­le in kli­ni­schen Stu­di­en in vi­vo an­ge­wen­det. Chi­na hat sich als ein Vor­rei­ter der prak­ti­schen An­wen­dung eta­bliert. Dort wur­den schon mehr als 200 Krebs­pa­ti­en­ten mit dem neu­en Gen-Edi­tie­rungs­ver­fah­ren be­han­delt, die Er­geb­nis­se die­ser Stu­di­en wur­den al­ler­dings noch nicht ver­öf­fent­licht. In den nächs­ten Jah­ren sind auch ers­te kli­ni­sche Stu­di­en in Eu­ro­pa und den Ver­ei­nig­ten Staa­ten ge­plant. An der Uni­ver­si­ty of Ca­li­for­nia, Ber­kley wur­de kürz­lich ei­ne The­ra­pie­mög­lich­keit für die erb­li­che Si­chel­zel­len­an­ämie vor­ge­stellt, die auf ei­ner Ver­än­de­rung der be­trof­fe­nen Ge­ne mit der CRIS­PR/Cas-Me­tho­de ba­siert. Ei­ne kli­ni­sche Stu­die die­ser The­ra­pie soll noch im Jahr 2018 in den USA an­lau­fen.

Grund­la­gen­for­schung mit CRIS­PR/Cas9 fin­det bis­her vor­wie­gend an in­sti­tu­tio­nel­len und uni­ver­si­tä­ren For­schungs­ein­rich­tun­gen in Chi­na oder im an­gel­säch­si­schen Raum statt. Zu­dem be­schäf­ti­gen sich auch ei­ni­ge pri­va­te Un­ter­neh­men mit dem Po­ten­zi­al, das von der Gen-Edi­tie­rung aus­geht.

Es sind nicht nur tech­no­lo­gi­sche Hin­der­nis­se, die die For­schung in die­sem Be­reich hem­men, son­dern auch ethi­schen Fra­gen, die be­reits durch die Gen­ma­ni­pu­lie­rung auf­ge­kom­men sind, und die jetzt durch die schnel­le­re, prä­zi­se­re und kos­ten­güns­ti­ge­re An­wen­dung, die CRIS­PR/Cas9 er­mög­licht, noch­mals ver­stärkt wer­den.

Tech­no­lo­gi­en #09
Me­di­cal Da­ta Space
Steckbrief Technologien #000009

Medical Data Space

Be­schrei­bung

Wie für die Wert­schöp­fung in der In­dus­trie, sind auch in der mo­der­nen Me­di­zin Da­ten ein wert­vol­les Gut für die Ge­sund­heit der Pa­ti­en­ten. Der Me­di­cal Da­ta Space ist ei­ne Wei­ter­ent­wick­lung des In­dus­tri­al Da­ta Space, ei­nem von meh­re­ren Fraun­ho­fer-In­sti­tu­ten ge­schaf­fe­nen Da­ten­raum, den In­dus­trie­un­ter­neh­men zur si­che­ren Be­wirt­schaf­tung der im Zu­ge von In­dus­trie 4.0 ent­ste­hen­den Da­ten­be­stän­de nut­zen kön­nen. Der Me­di­cal Da­ta Space stellt ei­nen vir­tu­el­len Da­ten­rah­men für die Da­ten­men­gen der di­gi­ta­li­sier­ten Me­di­zin dar. Er er­mög­licht den si­che­ren Aus­tausch und die ein­fa­che Ver­knüp­fung von me­di­zin- und ge­sund­heits­be­zo­ge­nen Da­ten aus un­ter­schied­li­chen Quel­len durch all­ge­mei­ne Stan­dar­di­sie­rung und ge­mein­sa­me IT-Go­ver­nan­ce-Mo­del­le. Ziel ist die Er­hö­hung von Dia­gno­se-, Vor­sor­ge- und Be­hand­lungs­qua­li­tät und ein ver­bes­ser­tes Mo­ni­to­ring von The­ra­pie­fort­schrit­ten. Der Me­di­cal Da­ta Space sorgt da­für, dass die di­gi­ta­le Sou­ve­rä­ni­tät der An­wen­der und Da­ten­ei­gen­tü­mer ge­wahrt bleibt.

Die Ein­bin­dung wei­te­rer, von den Fraun­ho­fer-In­sti­tu­ten ent­wi­ckel­ter „Da­ta Spaces“ ist ge­plant. Bei­spiels­wei­se könn­te bei An­wen­dun­gen im Zu­sam­men­hang mit Im­plan­ta­ten der Ma­te­ri­als Da­ta Space, ei­ne ähn­li­che An­wen­dung zum sek­tor­über­grei­fen­den Aus­tausch von Da­ten zu Ma­te­ria­li­en und Werk­stof­fen, ein­ge­bun­den wer­den.

Der Me­di­cal Da­ta Space fun­giert als Grund­la­ge und Rah­men für For­schung und Ent­wick­lung, per­so­na­li­sier­te The­ra­pi­en, Pro­zess- und Kos­ten­op­ti­mie­rung so­wie in­no­va­ti­ve Ge­schäfts­mo­del­le. Er er­mög­licht es, das wis­sen­schaft­li­che, dia­gnos­ti­sche, the­ra­peu­ti­sche und wirt­schaft­li­che Po­ten­zi­al he­te­ro­ge­ner Da­ten­quel­len zu he­ben.

Ent­wick­ler des Me­di­cal Da­ta Space sind das Fraun­ho­fer-In­sti­tut für An­ge­wand­te In­for­ma­ti­ons­tech­nik FIT (Sankt Au­gus­tin), der Fraun­ho­fer-Ver­bund IUK-Tech­no­lo­gie und der Fraun­ho­fer-Ver­bund Life Sci­en­ces.

Auch im Ge­sund­heits­we­sen führt die Di­gi­ta­li­sie­rung zu ei­nem enor­men An­wach­sen der Da­ten­be­stän­de. Die Ent­wick­lung des Me­di­cal Da­ta Space durch das Fraun­ho­fer-In­sti­tut für An­ge­wand­te In­for­ma­ti­ons­tech­nik wur­de an­ge­trie­ben durch das Ziel, mit Hil­fe von in­no­va­ti­ven IT-Lö­sun­gen in der Me­di­zin ei­nen si­che­ren Da­ten­aus­tausch über Gren­zen von In­sti­tu­tio­nen hin­weg zu er­mög­li­chen und so die Po­ten­tia­le der Di­gi­ta­li­sie­rung in die­ser Bran­che op­ti­mal nut­zen zu kön­nen.

Bei sen­si­blen und sehr per­sön­li­chen Ge­sund­heits­da­ten stel­len der oft kom­pli­zier­te Da­ten­schutz und die Da­ten­sou­ve­rä­ni­tät der Pa­ti­en­ten die obers­ten Prio­ri­tä­ten für die Ent­wick­ler dar. Au­ßer­dem müs­sen zu­nächst mög­lichst vie­le denk­ba­re An­wen­der am Da­ten­aus­tausch über den Me­di­cal Da­ta Space teil­neh­men, da­mit die­ser ei­nen Mehr­wert bringt.

Noch ist die Nut­zung des Me­di­cal Da­ta Space nicht all­ge­mein ver­brei­tet. Ne­ben dem gro­ßen me­di­zi­ni­schen Po­ten­zi­al zur Ver­bes­se­rung von The­ra­pi­en er­gibt sich auch ein si­gni­fi­kan­tes öko­no­mi­sche Po­ten­ti­al, wel­ches sich durch ein ef­fi­zi­en­te­res Ge­sund­heits­we­sen und Fort­schrit­ten in der For­schung er­klärt.

Tech­no­lo­gi­en #10
Me­di­zin­tech­nik
Steckbrief Technologien #000010

Medizintechnik

Be­schrei­bung

Die Me­di­zin­tech­nik setzt sich als Fach­rich­tung haupt­säch­lich mit der Her­stel­lung und An­wen­dung me­di­zi­ni­scher Ge­rä­te, Pro­duk­te und Ver­fah­ren für die Prä­ven­ti­on, Dia­gnos­tik und The­ra­pie von Krank­hei­ten aus­ein­an­der. Die Me­di­zin­tech­nik stellt klas­si­scher­wei­se die Schnitt­stel­le zwi­schen den In­ge­nieurs­wis­sen­schaf­ten und der Me­di­zin dar, aber auch an­de­re Dis­zi­pli­nen wie die Phy­sik oder die Che­mie sind zen­tral für die For­schung in die­sem Be­reich. Die Mul­ti­dis­zi­pli­na­ri­tät hat über die letz­ten Jahr­zehn­te noch­mals zu­ge­nom­men. Fort­schrit­te in der Na­no­tech­no­lo­gie oder der Ro­bo­tik sorg­ten da­für, dass Fach­rich­tun­gen wie der Quan­ten­phy­sik oder der In­for­ma­tik heut­zu­ta­ge ei­ne zen­tra­le Rol­le bei der Her­stel­lung von vie­len me­di­zi­ni­schen Pro­duk­ten zu­kommt.

Zur Me­di­zin­tech­nik zäh­len vie­le ver­schie­de­ne Spar­ten, die oft nur schwer von­ein­an­der ab­grenz­bar sind. Die Her­stel­lung, Re­pa­ra­tur und War­tung von me­di­zi­ni­schen Ge­rä­ten und Pro­duk­ten in­ner­halb des Kran­ken­hau­ses zählt zur Kran­ken­haus­tech­nik (engl.: cli­ni­cal en­gi­nee­ring). Zu die­sem Be­reich ge­hö­ren ne­ben den im Kran­ken­hausall­tag häu­fig ver­wen­de­ten Un­ter­su­chungs- und Mess­in­stru­men­ten auch spe­zia­li­sier­te Pro­duk­te wie me­di­zi­ni­scher Ro­bo­ter. Ope­ra­ti­ons­ro­bo­ter kön­nen heut­zu­ta­ge chir­ur­gi­sche Ein­grif­fe sehr viel prä­zi­ser durch­füh­ren als dies per Hand mög­lich ist. Dar­über hin­aus kön­nen Ro­bo­ter auch in an­de­ren Be­rei­chen des Kran­ken­hausall­ta­ges ein­ge­setzt wer­den. Teil­au­to­no­me Pfle­ge­wa­gen ent­las­ten das Per­so­nal bei ein­fa­chen und mo­no­to­nen Auf­ga­ben wie dem Trans­port von Wa­ren, oder der Es­sens- und Me­di­ka­men­ten­ver­tei­lung. Auch zur ro­bo­ti­schen Me­di­zin­tech­nik ge­zählt wer­den Exo­s­ke­let­te, die bspw. Quer­schnitts­ge­lähm­ten das Ge­hen er­mög­li­chen kön­nen. Sie sind zwar be­reits tech­nisch aus­ge­reift, aber ak­tu­ell noch sehr teu­er. Ei­ne wei­te­re Spar­te der Me­di­zin­tech­nik hat sich auf die Her­stel­lung von Ge­rä­ten für die bild­ge­ben­de Dia­gnos­tik spe­zia­li­siert. Die Her­stel­lung und An­wen­dung von Rönt­gen- oder Ul­tra­schall­ge­rä­ten zählt eben­so zu dem Be­reich wie auch die Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) oder die Ma­gnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie (MRT). Dar­über hin­aus ge­hört auch die Her­stel­lung ei­ner Viel­zahl an­de­rer me­di­zi­ni­scher Pro­duk­te, wie bei­spiels­wei­se Im­plan­ta­te oder Hör­ge­rä­te zur Me­di­zin­tech­nik. In letz­ter Zeit wer­den sol­che Pro­duk­te zu­neh­mend von 3D-Dru­ckern her­ge­stellt. Auch die me­di­zi­ni­sche In­for­ma­tik wird oft als Spar­te zur Me­di­zin­tech­nik ge­zählt.

Die Me­di­zin­tech­nik ist ei­ne enorm for­schungs­in­ten­si­ve Bran­che, in der kon­ti­nu­ier­lich neue Tech­no­lo­gi­en zur An­wen­dung kom­men. Zu­letzt stieg die Be­deu­tung der mul­ti­dis­zi­pli­nä­ren For­schung in Be­rei­chen wie der Na­no­tech­no­lo­gie. In der bild­ge­ben­den Dia­gnos­tik konn­ten be­reits ers­te Er­fol­ge mit der Ver­wen­dung von spe­zi­el­len Na­no­par­ti­keln als Kon­trast­mit­tel er­zielt wer­den. Dar­über hin­aus er­mög­licht der Ein­satz von Na­no­tech­no­lo­gie bei der Com­pu­ter­to­mo­gra­phie das Er­stel­len hoch­auf­ge­lös­ter drei­di­men­sio­na­ler Bil­der. Ein an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen ent­wi­ckel­tes Na­no-CT-Sys­tem be­fin­det sich ak­tu­ell im Pra­xis­test und er­reicht fast die Auf­lö­sung ei­nes Elek­tro­nen­mi­kro­skops. Die Na­no­tech­no­lo­gie kann auch bei der Her­stel­lung von an­de­ren me­di­zi­ni­schen Pro­duk­ten wie Im­plan­ta­ten ver­wen­det wer­den. Na­no­be­schich­te­te Im­plan­ta­te sind sta­bi­ler, här­ter und halt­ba­rer als bis­he­ri­ge Im­plan­ta­te, und be­sit­zen dar­über hin­aus auch ein ge­rin­ges Ab­stoß­ri­si­ko. Die Ver­wen­dung von Na­no­struk­tu­ren als Werk­stoff für den 3D-Dru­cker könn­te bei­spiels­wei­se die Her­stel­lung win­zi­ger Bat­te­ri­en er­mög­li­chen, die in Herz­schritt­ma­chern oder in Hör­ge­rä­ten ein­ge­baut wer­den kön­nen. Auch neue Ent­wick­lun­gen in der Ro­bo­tik wer­den die Me­di­zin­tech­nik der Zu­kunft prä­gen.

Ak­teu­re in an­de­ren Bran­chen, et­wa ITK oder Ma­schi­nen­bau, For­schungs­ein­rich­tun­gen, Un­ter­neh­men, Kran­ken­häu­ser.

Die Band­brei­te der Me­di­zin­tech­nik-An­bie­ter reicht von gro­ßen Kon­zer­nen wie Sie­mens Healt­hineers und Fre­se­ni­us Me­di­cal Ca­re bis hin zu Star­tups wie z. B. Glas­schair, So­nor­med, Fran­ka Emi­ka oder Brain­lab.

Die pro­dukt­sei­ti­ge For­schung wird meist von den Her­stel­lern der Bran­che über­nom­men. Die Grund­la­gen­for­schung (bei­spiels­wei­se zu Na­no­tech­no­lo­gie oder Ro­bo­tik) er­folgt hin­ge­gen meist in uni­ver­si­tä­ren oder in­sti­tu­tio­nel­len Ein­rich­tun­gen. Dar­über hin­aus spie­len auch För­der­pro­gram­me der EU, der Bun­des­län­der oder der Bun­des­re­gie­rung ei­ne zen­tra­le Rol­le als For­schungs­trei­ber. 

Laut ei­ner Mit­glie­der­um­fra­ge des Bran­chen­ver­ban­des Me­di­zin­tech­no­lo­gie im Jahr 2016 sind die größ­ten Hemm­nis­se für die Bran­che der Preis­druck, der von Ein­kaufs­ge­mein­schaf­ten aus­geht und auch die als in­no­va­ti­ons­feind­lich wahr­ge­nom­me­nen Ein­stel­lun­gen sei­tens der Kran­ken­kas­sen. Dar­über hin­aus stellt die ho­he Re­gu­lie­rungs­dich­te auf dem Markt für me­di­zi­ni­sche Pro­duk­te auf na­tio­na­ler wie auch auf EU-Ebe­ne ein Hemm­nis für vie­le Un­ter­neh­men der Bran­che dar.

Deutsch­land ist nach den USA und Chi­na der dritt­größ­te Pro­du­zent von me­di­zin­tech­ni­schen Pro­duk­ten. Die deut­sche In­dus­trie für Me­di­zin­tech­nik er­ziel­te im Jahr 2017 ei­nen welt­wei­ten Um­satz von fast 30 Mil­li­ar­den Eu­ro. Gut zwei Drit­tel die­ses Um­sat­zes wur­den im Aus­land er­zielt. Mit rund 30.000 Be­schäf­tig­ten hat die bay­ri­sche Me­di­zin­tech­nik­in­dus­trie ei­ne Füh­rungs­rol­le in Deutsch­land und Eu­ro­pa.

Klein, B., Graf, B., Schlö­mer, I., Roß­berg, H., Röh­richt, K. und Baum­gar­ten, S. (2017). Ro­bo­tik in der Ge­sund­heits­wirt­schaft. Hei­del­berg, Ne­ckar: med­hoch­zwei Ver­lag.

Tech­no­lo­gi­en #11
mHe­alth-An­wen­dun­gen
Steckbrief Technologien #000011

mHealth-Anwendungen

Be­schrei­bung

Un­ter mHe­alth-An­wen­dun­gen (kurz für mo­bi­le Health) ver­steht man im All­ge­mei­nen den Ein­satz von Smart­pho­nes und an­de­ren mo­bi­len End­ge­rä­ten so­wie von Weara­bles in der Ge­sund­heits­ver­sor­gung und -för­de­rung. Über ver­schie­de­ne Apps kön­nen sich die Nut­zer von mHe­alth-An­ge­bo­ten bei­spiels­wei­se zu Ge­sund­heits- und Krank­heits­fra­gen in­for­mie­ren, das ei­ge­ne Ver­hal­ten do­ku­men­tie­ren oder sich mit Ex­per­ten aus­tau­schen. Die Ein­satz­fel­der von mHe­alth-An­wen­dun­gen sind viel­fäl­tig. Ne­ben der Prä­ven­ti­on und der Ge­sund­heits­för­de­rung um­fas­sen sie die Dia­gnos­tik, die The­ra­pie und auch die (Fern-)Über­wa­chung von Er­kran­kun­gen. Dar­über hin­aus kön­nen mHe­alth-An­wen­dun­gen bei der Nach­ver­fol­gung von In­fek­ti­ons­ver­läu­fen so­wie in der Kom­mu­ni­ka­ti­on und in der Aus­bil­dung der Ge­sund­heits­be­ru­fe zum Ein­satz kom­men. mHe­alth-An­wen­dun­gen wird häu­fig das Po­ten­zi­al zu­ge­spro­chen, Ver­sor­gungs­er­geb­nis­se zu ver­bes­sern, in­dem sie die Kom­pe­tenz und das Selbst­ma­nage­ment ih­rer Nut­zer stär­ken. Dar­über hin­aus sol­len sie zu­künf­tig ins­be­son­de­re die Ver­sor­gung von Men­schen mit chro­ni­schen Er­kran­kun­gen, Be­hin­de­run­gen so­wie in struk­tur­schwa­chen Räu­men ver­bes­sern.

mHe­alth-An­wen­dun­gen las­sen sich in prä­ven­tiv-ge­sund­heits­för­dern­de An­wen­dun­gen für Bür­ger so­wie in me­di­zi­ni­sche An­wen­dun­gen für Pa­ti­en­ten und me­di­zi­ni­sche und pfle­ge­ri­sche Fach­kräf­te un­ter­schei­den. Prä­ven­tiv-ge­sund­heits­för­dern­de An­wen­dun­gen zie­len dar­auf ab, Er­kran­kun­gen im Vor­feld zu ver­mei­den oder die all­ge­mei­ne Ge­sund­heit zu för­dern. Auch Fit­ness-, Well­ness- und Er­näh­rungs-Apps kön­nen die­ser Ka­te­go­rie zu­ge­ord­net wer­den. Me­di­zi­ni­sche An­wen­dun­gen zie­len hin­ge­gen auf die Dia­gnos­tik, The­ra­pie oder Über­wa­chung von aku­ten oder chro­ni­schen Er­kran­kun­gen ab. Ih­re Ein­satz­mög­lich­kei­ten rei­chen von der Mes­sung von Vi­tal­pa­ra­me­tern wie Blut­druck, Herz­fre­quenz oder Lun­gen­funk­ti­on mit­tels non-in­va­si­ver Sen­so­ren über die Be­treu­ung von Pa­ti­en­ten und dem Mo­ni­to­ring von Er­kran­kun­gen bis hin zur (da­ten­ge­stütz­ten) Krank­heits­dia­gnos­tik.

Der Markt für mo­bi­le Ge­sund­heits­an­wen­dun­gen ent­wi­ckelt sich dy­na­misch. Die Zahl der in den App-Stores ver­füg­ba­ren ge­sund­heits­be­zo­ge­nen Apps wird ak­tu­ell auf über 279.000 ge­schätzt, das sind rund 100.000 mehr als noch vor zwei Jah­ren. Auch die Zahl ih­rer Nut­zer ist in den ver­gan­ge­nen Jah­ren ge­stie­gen. Ei­ner Um­fra­ge zu­fol­ge wer­den Ge­sund­heits-Apps ge­gen­wär­tig von rund 45 Pro­zent der deut­schen Be­völ­ke­rung ge­nutzt. Die dy­na­mi­sche Ent­wick­lung voll­zieht sich bis­her vor al­lem auf dem zwei­ten Ge­sund­heits­markt, das heißt, die An­wen­dun­gen rich­ten sich über­wie­gend an ge­sun­de Men­schen, even­tu­ell an­fal­len­de Kos­ten für Be­zug und Nut­zung der Apps wer­den in der Re­gel nicht von den Kran­ken­ver­si­che­run­gen er­stat­tet. Al­ler­dings ge­win­nen mHe­alth-An­wen­dun­gen auch im ers­ten Ge­sund­heits­markt zu­neh­mend an Be­deu­tung. Ins­be­son­de­re an der US-Ost­küs­te, Is­ra­el und Eu­ro­pa wird ge­gen­wär­tig an Ge­sund­heits-Apps der so­ge­nann­ten zwei­ten Wel­le ge­forscht – Apps, die mit­hil­fe ei­nes Smart­pho­nes und ggf. klei­ner Zu­satz­ge­rä­te ei­nen ech­ten the­ra­peu­ti­schen oder dia­gnos­ti­schen Zweck ver­fol­gen.

mHe­alth-An­bie­ter kön­nen so­wohl Klei­ne und Mitt­le­re Un­ter­neh­men sein, wie bspw. Per­so­nal Med­Sys­tems aus Ber­lin. An­de­rer­seits sind auch gro­ße Kon­zer­ne wie et­wa Phi­lips, Goog­le, Ap­ple, Samsung oder IBM in die­sem Be­reich ak­tiv.

Die zu­neh­men­de Ver­brei­tung von mHe­alth-An­wen­dun­gen ist ins­be­son­de­re dar­auf zu­rück­zu­füh­ren, dass im­mer mehr Men­schen über ein Smart­pho­ne ver­fü­gen und gleich­zei­tig ver­stärkt In­for­ma­ti­on, Par­ti­zi­pa­ti­on und In­ter­ak­ti­on be­züg­lich der ei­ge­nen Ge­sund­heit nach­fra­gen.

Ei­ne Ein­schät­zung der Qua­li­tät der zahl­rei­chen in den App-Stores zur Ver­fü­gung ste­hen­den mHe­alth-An­wen­dun­gen ist bis­her so­wohl für Nut­zer als auch für Kos­ten­trä­ger kaum mög­lich, da die An­bie­ter von An­wen­dun­gen in der Re­gel kaum An­ga­ben zu we­sent­li­chen Qua­li­täts­kri­te­ri­en wie In­halt, Funk­tio­na­li­tät, Da­ten­schutz und Fi­nan­zie­rungs­quel­len ma­chen. Dies ist in­so­fern pro­ble­ma­tisch, als dass so­wohl die Pro­fes­sio­na­li­tät der An­bie­ter als auch die Qua­li­tät der An­wen­dun­gen er­heb­lich va­ri­iert. Qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ge An­wen­dun­gen sind bis­her eher die Aus­nah­me als die Re­gel. Ei­ner staat­li­chen Qua­li­täts­si­che­rung un­ter­lie­gen in Deutsch­land grund­sätz­lich nur die­je­ni­gen mHe­alth-An­wen­dun­gen, die von ih­ren Her­stel­lern als Me­di­zin­pro­dukt ein­ge­stuft wur­den und des­halb ein auf­wän­di­ges Zu­las­sungs­ver­fah­ren durch­lau­fen ha­ben. Für al­le an­de­ren An­wen­dun­gen gibt es kei­ne ver­bind­li­chen Qua­li­täts­stan­dards. Ein wei­te­res Hemm­nis stel­len die teil­wei­se be­stehen­den Män­gel beim Da­ten­schutz und der Da­ten­si­cher­heit dar, wie Stu­di­en im­mer wie­der auf­de­cken. Wei­ter­hin feh­len bis­her aus­sa­ge­kräf­ti­ge Un­ter­su­chun­gen zum Nut­zen von mo­bi­len Ge­sund­heits­an­wen­dun­gen, was die Iden­ti­fi­zie­rung in­no­va­ti­ver An­wen­dun­gen und de­ren Über­füh­rung in die Re­gel­ver­sor­gung er­schwert. Schließ­lich wird die Ent­wick­lung von mHe­alth-An­wen­dun­gen ge­gen­wär­tig vor al­lem von öko­no­mi­schen In­ter­es­sen und mög­li­chen Ver­triebs­chan­cen ge­trie­ben und zu we­nig an den tat­säch­li­chen Be­dar­fen der Ge­sund­heits­ver­sor­gung aus­ge­rich­tet.

Das Markt­vo­lu­men von mHe­alth-An­wen­dun­gen wird für 2016 auf fast 20 Mil­li­ar­den US-Dol­lar ge­schätzt. Ex­per­ten rech­nen da­mit, dass der di­gi­ta­le Sek­tor im Ge­sund­heits­we­sen im Jahr 2025 be­reits 100 Mil­li­ar­den Eu­ro um­fas­sen wird.

Tech­no­lo­gi­en #12
Mi­kro­phy­sio­lo­gi­sche Sys­te­me
Steckbrief Technologien #000012

Mikrophysiologische Systeme

Be­schrei­bung

Als mi­kro­phy­sio­lo­gi­sche Sys­te­me, auch „Or­gan-Chip“ oder „Hu­man-on-a-Chip“ ge­nannt, be­zeich­net man klei­ne, tech­ni­sche Nach­bil­dun­gen der Grund­funk­tio­nen des mensch­li­chen Kör­pers. Auf Kunst­stoff­fo­li­en wer­den im La­bor ge­züch­te­te Zel­len ein­zel­ner Or­ga­ne oder Or­gan­ver­bün­de auf­ge­tra­gen. Ne­ben die­sen bio­lo­gi­schen Be­stand­tei­len ma­chen tech­ni­sche Bau­tei­le die zwei­te Kom­po­nen­te mi­kro­phy­sio­lo­gi­scher Sys­te­me aus. Durch die­se Bau­tei­le wer­den Ei­gen­schaf­ten des Kör­pers künst­lich nach­ge­bil­det, da­mit die Zel­len ih­rer Funk­ti­on in glei­cher Wei­se wie im mensch­li­chen Kör­per nach­kom­men kön­nen. Dies kann die Tem­pe­ra­tur­re­gu­lie­rung, den Druck oder Strö­mun­gen an ver­schie­den Stel­len so­wie die Ver­sor­gung mit Blut um­fas­sen. Da­mit wird den Zel­len ei­ne phy­sio­lo­gi­sche Um­ge­bung wie im Kör­per ge­bo­ten. Kom­ple­xe Me­cha­nis­men des mensch­li­chen Or­ga­nis­mus sind so rea­li­täts­nah ana­ly­sier­bar.

Es wird an der Nach­bil­dung fast al­ler mensch­li­chen Or­ga­ne ge­ar­bei­tet, bei­spiels­wei­se mit Zel­len aus dem Darm, der Le­ber, der Lun­ge, den Kno­chen, der Nie­re oder so­gar aus Tu­mo­ren. Au­ßer­dem las­sen sich die Sys­te­me nach der An­zahl der ver­schie­de­nen nach­ge­bil­de­ten Or­ga­ne ka­te­go­ri­sie­ren.

Der­zeit ar­bei­ten For­scher dar­an, mit ei­nem ein­zel­nen Sys­tem mög­lichst vie­le Or­gan­funk­tio­nen nach­bil­den zu kön­nen und so der Rea­li­tät mög­lichst na­he zu kom­men. Lang­fris­ti­ges Ziel ist es, gan­ze Or­ga­ne künst­lich „nach­züch­ten“ zu kön­nen, die dann auch an­statt ei­nes mensch­li­chen Spen­der­or­gans trans­plan­tiert wer­den kön­nen.

Mi­kro­phy­sio­lo­gi­sche Sys­te­me sol­len in Zu­kunft vor al­lem in der wis­sen­schaft­li­chen For­schung und beim Tes­ten von Me­di­ka­men­ten zum Ein­satz kom­men. Ein be­son­de­rer Vor­teil die­ser Sys­te­me ist, dass sie in vie­len Fäl­len her­kömm­li­che Tier­ver­su­che er­set­zen könn­ten. Zu­dem kön­nen Er­geb­nis­se aus Tier­ver­su­chen nie­mals kom­plett auf den Men­schen über­tra­gen wer­den, da es deut­li­che Un­ter­schie­de in den Or­ga­nis­men gibt. Hier kann die An­wen­dung von mi­kro­phy­sio­lo­gi­schen Sys­te­men der Nach­bil­dung des mensch­li­chen Or­ga­nis­mus nä­her­kom­men.

Die Ar­beit mit mi­kro­phy­sio­lo­gi­schen Sys­te­men bie­tet vie­le Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­tia­le für die Bran­chen Bio­lo­gie, Me­di­zin, Che­mie, Phar­ma­zie und Mi­kro­elek­tro­nik.

Mi­kro­phy­sio­lo­gi­sche Sys­te­me wer­den bei­spiels­wei­se von For­schern am Fraun­ho­fer-In­sti­tut für Werk­stoff- und Strahl­tech­nik IWS in Dres­den in Ko­ope­ra­ti­on mit dem Uni­ver­si­täts­kli­ni­kum Dres­den ent­wi­ckelt. Auch pri­va­te Un­ter­neh­men ha­ben be­reits Or­gan-Chips ent­wi­ckelt. Ein Bei­spiel hier­für ist die Tis­sU­se GmbH aus Ber­lin.

An­trieb für die For­schung an mi­kro­phy­sio­lo­gi­sche Sys­te­men wa­ren die Schwach­stel­len von Tier­ver­su­chen. Auch for­schen­de Phar­ma­un­ter­neh­men selbst ha­ben ein In­ter­es­se an preis­wer­ten und qua­li­ta­ti­ven Al­ter­na­ti­ven zu Tier­ver­su­chen. For­schungs­in­sti­tu­te wie das Fraun­ho­fer-In­sti­tut er­hof­fen sich noch stär­ke­re öf­fent­li­che För­de­rung, um die Tech­no­lo­gie vor­an­zu­brin­gen und bald groß­flä­chig ein­set­zen zu kön­nen.

Um sich als Al­ter­na­ti­ve zu Tier­ver­su­chen durch­set­zen zu kön­nen, muss die Tech­no­lo­gie von den Re­gu­lie­rungs­be­hör­den als gleich­wer­tig zu Tier­ver­su­chen an­er­kannt wer­den oder soll­te so­gar ver­pflich­tend als Er­satz für Tier­ver­su­che vor­ge­schrie­ben wer­den. Auch vie­le For­scher selbst neh­men die mi­kro­phy­sio­lo­gi­schen Sys­te­me als Al­ter­na­ti­ve zu Tier­ver­su­chen nur zö­ger­lich an.

Ob­wohl die Tech­no­lo­gie sich mo­men­tan noch in der Ent­wick­lungs­pha­se be­fin­det, ist die po­ten­ti­el­le öko­no­mi­sche Be­deu­tung als groß ein­zu­schät­zen. Ins­ge­samt wer­den heu­te glo­bal jähr­lich rund 100 Mil­lio­nen Tier­ver­su­che durch­ge­führt, da­von al­lein knapp 3 Mil­lio­nen in Deutsch­land. Ein Groß­teil da­von lie­ße sich schon bald durch den Ein­satz mi­kro­phy­sio­lo­gi­scher Sys­te­me er­set­zen.

Tech­no­lo­gi­en #13
mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per
Steckbrief Technologien #000013

monoklonale Antikörper

Be­schrei­bung

An­ti­kör­per sind vom Kör­per ge­bil­de­te im­mu­no­lo­gisch ak­ti­ve Pro­te­ine, die kör­per­frem­de Struk­tu­ren (sog. An­ti­ge­ne) er­ken­nen und sich dort an den Ober­flä­chen­re­zep­to­ren fes­t­hef­ten. Sie kön­nen auch im La­bor aus ei­ner ge­klon­ten Zel­le ei­nes B-Lym­pho­zy­ten (wei­ßes Blut­kör­per­chen) her­ge­stellt wer­den. An­ti­kör­per, die auf den­sel­ben Zell­klon zu­rück­ge­hen, wer­den mo­no­k­lo­nal ge­nannt (auch mAbs: mo­no­clo­nal an­ti­bo­dies). Sie sind hoch spe­zi­fisch und nur auf ein kon­kre­tes Epi­top aus­ge­rich­tet. Als Epi­top wird ei­ne mo­le­ku­la­re Struk­tur des An­ti­gens be­zeich­net, die die Im­mun­ant­wort aus­löst, dies kann zum Bei­spiel ein be­stimm­ter Be­reich auf der Ober­flä­che des An­ti­gens sein. Ei­ne na­tür­li­che Im­mun­ant­wort des Kör­pers hin­ge­gen ist im­mer po­ly­klo­nal, al­so von vie­len B-Zel­len aus­ge­hend und rich­tet sich ge­gen vie­le ver­schie­de­ne Epi­to­pe der An­ti­ge­ne. Die im La­bor künst­lich ge­züch­te­ten An­ti­kör­per wer­den Pa­ti­en­ten per In­fu­si­on oder In­jek­ti­on zu The­ra­pie­zwe­cken ver­ab­reicht oder in di­ver­sen Dia­gno­se­ver­fah­ren ver­wen­det. Der Vor­teil von mo­no­k­lo­na­len An­ti­kör­pern ist, dass sie Wirk­sam­keit mit gro­ßer Prä­zi­si­on ver­bin­den.

Ak­tu­ell sind in Deutsch­land 75 Prä­pa­ra­te zu­ge­las­sen. Die wich­tigs­ten für die The­ra­pie von Krebs- und Au­to­im­mun­er­kran­kun­gen sind Be­va­ci­zu­m­ab, Tras­tu­zu­m­ab, Ada­li­mu­m­ab, In­fli­xi­m­ab und Ri­tu­xi­m­ab. Die frü­hes­ten Ver­sio­nen mo­no­k­lo­na­ler An­ti­kör­per wur­den aus Zel­len von La­bor­mäu­sen ge­züch­tet, al­ler­dings wur­den die­se vom mensch­li­chen Or­ga­nis­mus oft selbst als An­ti­ge­ne wahr­ge­nom­men und be­kämpft. Heu­te gibt es da­ne­ben auch An­ti­kör­per, die aus ei­ner Kreu­zung von Zel­len von Mensch und Maus her­vor­ge­hen so­wie „hu­ma­ne“ An­ti­kör­per, die mit­hil­fe von Gen­tech­nik gänz­lich oh­ne tie­ri­sche Zel­len aus­kom­men.

In der Zu­kunft wol­len For­scher auch bi- oder trispe­zi­fi­sche An­ti­kör­per ent­wi­ckeln. Die sind nicht nur auf ein ein­zi­ges Merk­mal aus­ge­rich­tet, son­dern auf zwei oder drei Merk­ma­le und ent­fal­ten so ei­ne Wir­kung auf ei­ne grö­ße­re An­zahl von Zel­len, was bei­spiels­wei­se in der Krebs­the­ra­pie gro­ßen Nut­zen ver­spricht. Wis­sen­schaft­ler ar­bei­ten zu­dem dar­an, mit­hil­fe mo­no­k­lo­na­ler An­ti­kör­per neue The­ra­pi­en im Feld der pas­si­ven Im­mu­ni­sie­rung für In­fek­ti­ons­krank­hei­ten zu schaf­fen. An­ders als bei ak­ti­ven Im­mu­ni­sie­run­gen, bei de­nen das kör­per­ei­ge­ne Im­mun­sys­tem zur Pro­duk­ti­on von An­ti­kör­pern an­ge­regt wird, wer­den bei der pas­si­ven Im­mu­ni­sie­rung im Krank­heits­fall dem Pa­ti­en­ten die fer­ti­gen An­ti­kör­per ver­ab­reicht.

Wich­tigs­te An­wen­dungs­fel­der sind Dia­gnos­tik und The­ra­pie bei Krebs- und Au­to­im­mun­er­kran­kun­gen. In der Dia­gnos­tik kön­nen mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per als Bio­mar­ker ein­ge­setzt wer­den, in­dem sie mit fluo­res­zie­ren­den oder ra­dio­ak­ti­ven Stof­fen mar­kiert wer­den und sich an den ent­spre­chen­den An­ti­ge­nen fest­set­zen. Auf die­se Wei­se kann das Vor­lie­gen der An­ti­ge­ne im La­bor er­kannt wer­den. Ein sol­ches be­kann­tes Dia­gno­se­ver­fah­ren ist et­wa „Wes­tern Blot“, das bei der Leuk­ämie-Dia­gno­se zum Ein­satz kommt. In der The­ra­pie wer­den mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per mo­men­tan vor al­lem bei Krebs, Ent­zün­dungs- und Au­to­im­mun­er­kran­kun­gen wie Ar­thri­tis an­ge­wen­det. Mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per kön­nen An­ti­ge­ne blo­ckie­ren oder die Si­gnal­wei­ter­lei­tungs­we­ge ver­än­dern. In der Krebs­be­hand­lung wer­den so zum Bei­spiel die Si­gnal­pro­te­ine, die für das Aus­bil­den neu­er Blut­ge­fä­ße zum Wachs­tum des Tu­mors not­wen­dig sind, an­ge­grif­fen und das Wachs­tum ge­hemmt. Mo­no­k­lo­na­le An­ti­ge­ne sind auch für die For­schung be­deut­sam, da sie sehr spe­zi­fisch be­stimm­te An­ti­ge­ne bin­den kön­nen und bil­den so die Grund­la­ge für vie­le ex­pe­ri­men­tel­le Ver­fah­ren. In der Tier­me­di­zin kön­nen mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per ana­log zur Hu­man­me­di­zin ein­ge­setzt wer­den.

Ent­wick­ler von mo­no­k­lo­na­len An­ti­kör­pern fin­den sich oft in den USA (bspw. Bris­tol-My­ers Squibb, Am­gen, Re­ge­ne­ron, Genen­tech). Ent­wick­ler aus Deutsch­land sind et­wa die Mor­pho­Sys AG aus Pla­negg oder auch Bo­eh­rin­ger In­gel­heim.

Die Her­stel­lung von mo­no­k­lo­na­len An­ti­kör­pern er­öff­net neue The­ra­pie­mög­lich­kei­ten für vie­le schwer zu be­han­deln­de Er­kran­kun­gen. Da je­de Art die­ser An­ti­kör­per im­mer nur auf ein An­ti­gen aus­ge­rich­tet ist, kön­nen fast be­lie­big vie­le neue Ty­pen ent­wi­ckelt wer­den. Be­son­ders die vie­len Pa­ten­te in die­sem Markt trei­ben jun­ge Bio­tech­no­lo­gie-Un­ter­neh­men zu ho­hen In­no­va­ti­ons­leis­tun­gen, denn nur so kön­nen Sie neue Pro­duk­te auf den Markt brin­gen. Für Un­ter­neh­men ma­chen au­ßer­dem die ho­hen Prei­se, die sie für die Wirk­stof­fe ver­lan­gen kön­nen, die Her­stel­lung von mo­no­k­lo­na­len An­ti­kör­pern at­trak­tiv.

Mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per wer­den mit­un­ter beim Pa­ti­en­ten selbst als An­ti­ge­ne wahr­ge­nom­men. Erst in jüngs­ter Zeit ist es durch den Ein­satz von Gen­tech­nik ge­lun­gen, künst­li­che An­ti­kör­per her­zu­stel­len, die den na­tür­li­chen An­ti­kör­pern be­son­ders äh­neln. Au­ßer­dem führt die ho­he Spe­zi­fi­tät mo­no­k­lo­na­ler An­ti­kör­per da­zu, dass sie bei Mu­ta­tio­nen der be­tref­fen­den An­ti­ge­ne ih­re Wirk­sam­keit ver­lie­ren. Hem­mend ist auch die Tat­sa­che, dass mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per noch im­mer zu den teu­ers­ten Me­di­ka­men­ten auf dem Markt ge­hö­ren.

Seit der Zu­las­sung der am häu­figs­ten be­nut­zen mo­no­k­lo­na­len An­ti­kör­per um das Jahr 2000 hat sich der Markt enorm ver­grö­ßert und ist ei­nes der am schnells­ten wach­sen­den Seg­men­te der phar­ma­zeu­ti­schen In­dus­trie. Die ra­sant ge­stie­ge­ne Nach­fra­ge kann durch die in­dus­tri­el­le Pro­duk­ti­on be­dient wer­den, trotz­dem ge­hö­ren mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per zu den teu­ers­ten und Um­satz­stärks­ten Me­di­ka­men­ten auf dem ge­sam­ten Phar­ma­zie­markt.

Tech­no­lo­gi­en #14
Na­no­tech­no­lo­gie
Steckbrief Technologien #000014

Nanotechnologie

Be­schrei­bung

Der Be­griff Na­no­tech­no­lo­gie be­schreibt kein ei­ge­nes For­schungs­feld, son­dern viel­mehr die Grö­ßen­ord­nung, auf der sich Wis­sen­schaft­ler ver­schie­dens­ter Dis­zi­pli­nen be­we­gen. Hier ar­bei­ten Che­mie und Phy­sik, aber auch in­ge­nieur­wis­sen­schaft­li­che Fä­cher wie die Ma­te­ri­al­wis­sen­schaf­ten eng zu­sam­men. Mit che­mi­schen und phy­si­ka­li­schen Ver­fah­ren wer­den Par­ti­kel in Na­no­me­ter-Ab­mes­sun­gen (1 Na­no­me­ter = mil­li­ards­te Teil ei­nes Me­ters) her­ge­stellt. Die­se Na­no­par­ti­kel nutzt man ein­zeln oder kom­bi­niert sie, um Ob­jek­te oder Struk­tu­ren her­zu­stel­len. Im Na­no­maß­stab her­ge­stell­te Par­ti­kel sind ge­zielt mit neu­en Ei­gen­schaf­ten aus­ge­stat­tet, wie z. B. mit elek­tri­scher Leit­fä­hig­keit, Ma­gne­tis­mus oder che­mi­scher Re­ak­ti­vi­tät. Aus die­sen Ei­gen­schaf­ten bei win­zi­ger Grö­ße er­ge­ben sich enorm viel­fäl­ti­ge An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten für die Me­di­zin, die Me­di­zin­tech­nik und die phar­ma­zeu­ti­sche In­dus­trie.

Na­no­tech­no­lo­gi­en kön­nen da­bei hel­fen, Krank­hei­ten schnel­ler zu dia­gnos­ti­zie­ren, die Wirk­sam­keit von Me­di­ka­men­ten zu ver­bes­sern oder die Ver­träg­lich­keit von Im­plan­ta­ten zu er­hö­hen. Im Be­reich der Me­di­ka­men­ten­for­schung wur­den be­reits ei­ni­ge Er­fol­ge mit der Ver­wen­dung von Na­no­par­ti­keln er­zielt. Ihr zen­tra­ler Vor­teil be­steht dar­in, dass sie den ziel­ge­nau­en Trans­port von Wirk­stof­fen er­mög­li­chen. So­ge­nann­te Na­no­kap­seln set­zen die Wirk­stof­fe erst dann frei, wenn sie mit be­stimm­ten Aus­lö­ser-Mo­le­kü­len in Kon­takt kom­men. Dies ver­bes­sert die Wirk­sam­keit und Do­sier­bar­keit und kann auch das Auf­tre­ten von un­er­wünsch­ten Ne­ben­wir­kun­gen re­du­zie­ren. Zur Krebs­be­hand­lung ist z. B. das an Na­no­par­ti­kel ge­bun­de­ne Me­di­ka­ment Pa­clita­xel seit 2008 EU-weit zu­ge­las­sen. Im Ver­gleich zu dem her­kömm­li­chen Me­di­ka­ment weist es ei­ne deut­lich bes­se­re Ver­träg­lich­keit auf. Dar­über hin­aus er­mög­licht das glei­che An­wen­dungs­prin­zip die Her­stel­lung von „Bio­mar­kern“, die Krank­hei­ten oder be­trof­fe­nes Ge­we­be schon im Früh­sta­di­um auf­spü­ren und so die Hei­lungs­chan­cen er­hö­hen. Im La­bor kön­nen mit­hil­fe von Na­no­par­ti­keln bei­spiels­wei­se ver­schie­de­ne Krebs­ar­ten be­reits recht zu­ver­läs­sig er­kannt wer­den, die in vi­vo An­wen­dung sol­che Mar­ker muss aber noch in kli­ni­schen Stu­di­en un­ter­sucht wer­den. Auch bei bild­ge­ben­den Ver­fah­ren wur­den Er­fol­ge mit dem Ein­satz von Na­no­par­ti­keln als Kon­trast­mit­tel er­zielt. Bei der Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) er­mög­licht der Ein­satz von Na­no­tech­no­lo­gie das Er­stel­len hoch­auf­ge­lös­ter drei­di­men­sio­na­ler Bil­der. Ein an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen ent­wi­ckel­tes Na­no-CT-Sys­tem be­fin­det sich ak­tu­ell im Pra­xis­test. Zu­dem fin­det die Na­no­tech­no­lo­gie auch bei Im­plan­ta­ten An­wen­dung. Na­no­be­schich­te­te Im­plan­ta­te sind sta­bi­ler, här­ter und halt­ba­rer als bis­he­ri­ge Im­plan­ta­te, und be­sit­zen dar­über hin­aus auch ein ge­rin­ges Ab­stoß­ri­si­ko.

Ak­tu­ell wer­den meh­re­re Me­di­ka­men­te, de­ren Wirk­stof­fe an Na­no­par­ti­kel ge­bun­den sind, in kli­ni­schen Stu­di­en un­ter­sucht. Über die nächs­ten Jah­re dürf­te da­her die Ver­füg­bar­keit sol­cher Me­di­ka­men­te zu­neh­men. Mit­tel­fris­tig könn­ten ins­be­son­de­re Che­mo­the­ra­pi­en deut­lich bes­ser ver­träg­lich und schmerz­frei­er für den Pa­ti­en­ten wer­den. Lang­fris­tig be­schäf­ti­gen sich For­scher mit neu­en Hei­lungs­me­tho­den, die sich durch den Ein­satz von Na­no­tech­no­lo­gi­en er­ge­ben könn­ten. An­ders als die meis­ten her­kömm­li­che Me­di­ka­men­te er­mög­li­chen Wirk­stoff-Trä­ger­sys­te­me auf Na­no-Ba­sis die Über­win­dung der Blut-Hirn-Schran­ke. Dies könn­te die Vor­aus­set­zung für die er­folg­rei­che The­ra­pie neu­ro­lo­gi­scher Er­kran­kun­gen wie Alz­hei­mer schaf­fen. Bei der Früh­dia­gnos­tik oder Prä­ven­ti­on von Krank­hei­ten könn­ten mit Bio­mar­kern enor­me Fort­schrit­te er­zielt wer­den. Ein US-ame­ri­ka­ni­sches For­scher­team ar­bei­tet mo­men­tan an ei­nem Früh­warn­sys­tem für Herz­in­fark­te, das Pa­ti­en­ten be­reits vor dem Auf­tre­ten des In­fark­tes warnt und da­zu an­hält, ein Kran­ken­haus auf­zu­su­chen. Mit Bio­mar­kern be­schäf­tigt sich auch Googles X-Lab. Na­no­par­ti­kel sol­len in Form ei­ner Pil­le ver­ab­reicht wer­den, den Kör­per auf Krank­heits­sym­pto­me un­ter­su­chen und dann über Weara­bles wie z. B. Smart­wat­ches aus­ge­le­sen wer­den. Die Ver­wen­dung von Na­no­struk­tu­ren als Werk­stoff für den 3D-Dru­cker könn­te bei­spiels­wei­se die Her­stel­lung win­zi­ger Bat­te­ri­en er­mög­li­chen, die in Herz­schritt­ma­chern oder in Hör­ge­rä­ten ein­ge­baut wer­den kön­nen.

Da die Na­no­tech­no­lo­gie in fast al­len Wirt­schafts­bran­chen zum Ein­satz kommt, bie­ten sich viel­fäl­ti­ge Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­zia­le. Denk­bar wä­ren da­für bspw. die Che­mie-, Elek­tro­nik- oder Le­bens­mit­tel­in­dus­trie.

Re­le­van­te An­bie­ter für Na­no­tech­no­lo­gie in der Me­di­zin sind un­ter an­de­rem die Na­no­tem­per Tech­no­lo­gies GmbH aus Mün­chen, die Mag­Force AG aus Ber­lin, die Ro­dos Bio­tar­get GmbH aus Han­no­ver oder die Möl­ler Me­di­cal GmbH aus Ful­da.

Die Grund­la­gen­for­schung in der Na­no­tech­no­lo­gie er­folgt meist in in­sti­tu­tio­nel­len und uni­ver­si­tä­ren For­schungs­ein­rich­tun­gen mit tech­nisch-na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Aus­rich­tung, die von öf­fent­li­chen Gel­dern der Län­der, des Bun­des oder der EU fi­nan­ziert wer­den. Die Bun­des­re­gie­rung ver­sucht mit dem „Ak­ti­ons­plan Na­no­tech­no­lo­gie 2020“ die For­schung in dem Be­reich wei­ter an­zu­trei­ben. Dar­über hin­aus ist die Phar­ma­in­dus­trie selbst ein wich­ti­ger For­schungs­trei­ber.

Die An­wen­dung von Na­no­tech­no­lo­gi­en un­ter­liegt ei­ner Viel­zahl von An­for­de­run­gen, die sich durch die strik­ten Re­gu­lie­run­gen auf dem Me­di­zin­markt er­ge­ben. Der Fi­nan­zie­rung von kli­ni­schen Stu­di­en stellt für vie­le klei­ne­re Ak­teu­re ein deut­li­ches Hin­der­nis dar. Dar­über hin­aus kri­ti­sie­ren be­son­ders Ver­brau­cher- und Um­welt­ver­bän­de die ge­rin­ge Auf­klä­rung über mög­li­che Ri­si­ken, die sich durch die Na­no­tech­no­lo­gie er­ge­ben.

2011 be­trug der welt­wei­te Um­satz im Na­no­me­di­zin-Markt rund 73 Mil­li­ar­den US-Dol­lar. Ex­per­ten zu­fol­ge soll er bis 2025 auf über 350 Mil­li­ar­den US-Dol­lar an­wach­sen, je nach Ab­gren­zung des Be­reichs auch deut­lich mehr. Be­last­ba­re Markt­stu­di­en gibt es haupt­säch­lich für die Ver­ei­nig­ten Staa­ten, die mit ei­nem An­teil von rund 40 Pro­zent den wich­tigs­ten Markt dar­stel­len.

De Ávi­la, B., Angsan­ti­kul, P., Li, J., An­gel Lopez-Ra­mi­rez, M., Ramí­rez-Her­re­ra, D., Tham­phi­wa­ta­na, S., Chen, C., De­le­zuk, J., Sa­ma­ka­pi­ruk, R., Ra­mez, V., Ob­on­yo, M., Zhang, L. and Wang, J. (2017). Mi­cro­mo­tor-en­ab­led ac­ti­ve drug de­li­very for in vi­vo tre­at­ment of sto­mach in­fec­tion. Na­tu­re Com­mu­ni­ca­ti­ons 8: 272, 1-9.

Tech­no­lo­gi­en #15
P4-Me­di­zin
Steckbrief Technologien #000015

P4-Medizin

Be­schrei­bung

Die so­ge­nann­te P4-Me­di­zin ist ei­ne in­no­va­ti­ve Be­hand­lungs­me­tho­de, um Krank­hei­ten in­di­vi­dua­li­sier­ter und per­so­na­li­sier­ter the­ra­pie­ren zu kön­nen. P4 steht für die vier Be­grif­fe prä­ven­tiv, per­so­na­li­siert, par­ti­zi­pa­tiv und prä­zi­se. Der Be­hand­lungs­an­satz wur­de vom US-ame­ri­ka­ni­schen Me­di­zi­ner Le­roy Hood ge­prägt, der ihn im Rah­men ei­ner gro­ßen, auf 20 Jah­re und 100.000 Per­so­nen an­ge­leg­ten Längs­schnitt­stu­die zu ver­fei­nern sucht. Ak­tu­ell wird der An­satz vor al­lem in der On­ko­lo­gie er­probt. An­ge­sichts neu­er mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­scher Er­kennt­nis­se über das We­sen und die Ent­ste­hung von Krebs ist da­mit zu rech­nen, dass er auch zu­künf­tig ver­stärkt in der On­ko­lo­gie zum Ein­satz kom­men wird. Da­ne­ben ist auch ein Ein­satz bei an­de­ren Er­kran­kun­gen denk­bar.

 

Im Be­reich der On­ko­lo­gie sieht der An­satz ei­ne Prä­ven­ti­on von Krebs­er­kran­kun­gen durch ei­ne ge­sun­de Le­bens­wei­se und die recht­zei­ti­ge Früh­erken­nung vor („prä­ven­tiv“). Liegt be­reits ei­ne Krebs­er­kran­kung vor, wird das ge­ne­ti­sche Pro­fil des Tu­mors ent­schlüs­selt und so ei­ne in­di­vi­du­ell wirk­sa­me­re The­ra­pie er­mög­licht („per­so­na­li­siert“). Der Pa­ti­ent wird in die The­ra­pie in ei­nem ver­gleichs­wei­se star­ken Ma­ße ein­be­zo­gen, wo­durch des­sen Ge­fühl der Selbst­wirk­sam­keit und der Au­to­no­mie ge­stärkt wer­den soll („par­ti­zi­pa­tiv“). Durch die ver­bes­ser­te mo­le­ku­la­re Dia­gnos­tik ist zu­dem ei­ne prä­zi­se­re Be­hand­lung der Krebs­er­kran­kung mög­lich, bei­spiels­wei­se wenn bei der Ent­fer­nung ei­nes Tu­mors das um­lie­gen­de Ge­we­be bes­ser ge­schont wird („prä­zi­se“).

Die in den letz­ten Jah­ren ge­won­ne­nen mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Er­kennt­nis­se ha­ben den Weg für ei­ne per­so­na­li­sier­te­re Me­di­zin ge­eb­net. Ärz­te wer­den zu­künf­tig ver­su­chen, The­ra­pi­en stär­ker als bis­her auf Pa­ti­en­ten­pro­fi­le zu­zu­schnei­den. Da­für be­darf es im Vor­feld ei­ner groß­flä­chi­gen Er­he­bung von Da­ten, um ty­pi­sche Mus­ter in den Krank­heits­ent­wick­lun­gen zu iden­ti­fi­zie­ren. Ne­ben der stär­ke­ren Per­so­na­li­sie­rung der Me­di­zin auch un­ter Nut­zung von Big Da­ta wird der Trend zu­künf­tig zu­dem wei­ter in Rich­tung Prä­zi­si­ons­me­di­zin ge­hen. Hoch­prä­zi­si­ons­ro­bo­ter wer­den Chir­ur­gen ver­stärkt bei ope­ra­ti­ven Ein­grif­fen un­ter­stüt­zen; Strah­lungs­the­ra­pi­en wer­den ei­ne punk­tu­el­le­re Be­hand­lung er­mög­li­chen. Da­ne­ben ber­gen die För­de­rung ge­sun­der Le­bens­wei­sen und re­gel­mä­ßi­ger Ge­sund­heits­checks zur Früh­erken­nung das Po­ten­zi­al, die Ent­ste­hung von Krank­hei­ten künf­tig zu ver­hin­dern bzw. Krank­hei­ten früh­zei­tig zu er­ken­nen.

Für den Er­folg der Maß­nah­men der P4-Me­di­zin kommt es maß­geb­lich auf ein wir­kungs­vol­les Zu­sam­men­spiel al­ler Be­tei­lig­ten Ak­teu­re an, da­zu zäh­len bspw. Pa­ti­en­ten, Kran­ken­häu­ser, For­scher, die Phar­ma­in­dus­trie und Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men.

In der öf­fent­li­chen Dis­kus­si­on wird die P4-Me­di­zin als Pa­ra­dig­men­wech­sel in der On­ko­lo­gie be­schrie­ben. Ge­trie­ben wird der Wan­del durch in­no­va­ti­ve For­scher und Ärz­te, die durch den Ein­satz neu­er Me­tho­di­ken ei­nen grö­ße­ren Be­hand­lungs­er­folg er­zie­len wol­len. Na­tür­lich sind auch Pa­ti­en­ten und die brei­te Öf­fent­lich­keit an den Ent­wick­lun­gen der For­schun­gen in­ter­es­siert und ver­spre­chen sich ei­ne hö­he­re Hei­lungs­ra­te. Da­ne­ben wer­den die Phar­ma­in­dus­trie und me­di­zi­ni­sche Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men ver­su­chen, ih­re Pro­duk­te ver­stärkt auf die neu­en Be­hand­lungs­me­tho­den zu­zu­schnei­den. Ein wei­te­rer Trei­ber ist die Di­gi­ta­li­sie­rung, im Rah­men de­rer der Ge­sund­heits- bzw. Krank­heits­zu­stand von Pa­ti­en­ten in ei­nem im­mer stär­ke­ren Ma­ße ver­mes­sen und do­ku­men­tiert wird.

Die P4-Me­di­zin ist ein Kon­zept, wel­ches erst all­mäh­lich in Deutsch­land Fuß fasst. Ers­te Groß­ver­an­stal­tun­gen und Kon­gres­se wur­den jüngst zu die­sem The­ma aus­ge­rich­tet. Ob sich die Me­tho­dik auch tat­säch­lich als Pa­ra­dig­men­wech­sel ent­pup­pen wird, wird sich erst in Zu­kunft zei­gen. Da­ne­ben ste­hen der Me­tho­dik die bis­her eta­blier­ten Pra­xis­for­men in den Kran­ken­häu­sern und Lehr­for­men in der Uni­ver­si­tät ent­ge­gen. Ob der Pa­ra­dig­men­wech­sel voll­zo­gen wird, hängt maß­geb­lich da­von ab, ob in Kran­ken­haus und Uni­ver­si­tät die neu­en Me­tho­di­ken in den Hand­lungs­fun­dus auf­ge­nom­men wer­den.

Bei der Be­hand­lung von Pa­ti­en­ten stär­ker auf Prä­ven­ti­on, Per­so­na­li­sie­rung, Par­ti­zi­pa­ti­on und Prä­zi­si­on zu set­zen, hat vor al­lem in­di­rek­te öko­no­mi­sche Be­deu­tung. So wer­den sich die Her­stel­ler von me­di­zi­ni­schen Tech­no­lo­gi­en, die Kran­ken­häu­ser und Ge­sund­heits­ein­rich­tun­gen in ih­rer Aus­stat­tung, das me­di­zi­ni­sche Per­so­nal in sei­nen Kennt­nis­sen, die Kran­ken­kas­sen in ih­rer Be­wil­li­gungs­pra­xis an den ver­än­der­ten An­satz an­pas­sen. Im bes­ten Fal­le pas­siert dies zu volks­wirt­schaft­lich ver­rin­ger­ten Kos­ten und kann so­mit im Zeit­al­ter des de­mo­gra­fi­schen Wan­dels zu ei­ner Ent­las­tung der Ge­sund­heits­kas­sen bei­tra­gen.

Tech­no­lo­gi­en #16
Pro­to­nen­the­ra­pie
Steckbrief Technologien #000016

Protonentherapie

Be­schrei­bung

Die Pro­to­nen­the­ra­pie ist ein strah­len­the­ra­peu­ti­sches Ver­fah­ren, das bei Krebs­ge­schwü­ren an­ge­wen­det wird. Wie bei an­de­ren The­ra­pi­en be­steht das Grund­prin­zip die­ser Me­tho­de in der Zer­stö­rung des sich in den Krebs­zell­ker­nen be­find­li­chen Erb­gu­tes. Bei der Pro­to­nen­the­ra­pie wer­den Tu­mo­re aber nicht mit hoch­en­er­ge­ti­schen elek­tro­ma­gne­ti­schen Wel­len, son­dern mit po­si­tiv ge­la­de­nen Pro­to­nen aus Was­ser­stoff-Ato­men be­strahlt. Zur Er­zeu­gung die­ser Pro­to­nen­strah­len wird ein Teil­chen­be­schleu­ni­ger be­nö­tigt. Im Ver­gleich zu an­de­ren Strah­len­be­hand­lun­gen er­mög­licht die Pro­to­nen­the­ra­pie ei­nen deut­lich prä­zi­se­ren Strah­len­ein­satz. Beim Ein­drin­gen in den mensch­li­chen Kör­per kann der Strahl ge­zielt ab­ge­bremst wer­den, so­dass die Pho­to­nen den größ­ten Teil ih­rer En­er­gie erst di­rekt am Tu­mor ent­la­den. Dies re­du­ziert die Be­las­tung für das um­lie­gen­de Ge­we­be. Im Ver­gleich zu her­kömm­li­chen Strah­len­ver­fah­ren, bei de­nen solch ei­ne Ab­brem­sung nicht mög­lich ist, tre­ten bei der Pro­to­nen­the­ra­pie spür­bar we­ni­ger Ne­ben­wir­kun­gen auf. Ge­gen­über klas­si­schen Ver­fah­ren, die z. B. Rönt­gen­strah­lung ein­set­zen, be­sitzt die Pro­to­nen­the­ra­pie aber ei­nen ent­schei­den­den Nach­teil: Sie ist enorm teu­er. Die Ein­rich­tung ei­nes Be­hand­lungs­zen­trums (in­klu­si­ve Teil­chen­be­schleu­ni­ger) kos­tet über 100 Mil­lio­nen Eu­ro.

Bis En­de 2016 wur­den welt­weit rund 150.000 Men­schen mit der Pro­to­nen­the­ra­pie be­han­delt. An fünf Stand­or­ten in Deutsch­land wur­den bis­her rund 8.600 Men­schen mit Pro­to­nen be­schos­sen. Bei Tu­mo­ren, bei de­nen das um­ge­ben­de Ge­we­be ge­schont wer­den muss, wie z. B. bei Au­gen-, Schä­del­ba­sis- oder Rü­cken­marks­tu­mo­ren, sorgt die Pro­to­nen­be­hand­lung für deut­lich bes­se­re Be­hand­lungs­er­geb­nis­se als her­kömm­li­che Strah­len­the­ra­pi­en. Auch bei Kin­dern kann die Pro­to­nen­the­ra­pie auf­grund der ge­rin­ge­ren Be­las­tung für den sich im Wachs­tum be­find­li­chen Kör­per von gro­ßem Vor­teil sein. Bei an­de­ren Krank­heits­bil­dern sind die Er­geb­nis­se bis­he­ri­ger kli­ni­scher Stu­di­en al­ler­dings nicht ganz so ein­deu­tig. Bei ei­ni­gen Tu­mor­ar­ten las­sen sich durch die Be­hand­lung mit Pro­to­nen kei­ne si­gni­fi­kan­ten Vor­tei­le ge­gen­über an­de­ren Ver­fah­ren er­zie­len. In die­sen Fäl­len spre­chen die ho­hen Be­hand­lungs­kos­ten ge­gen den Ein­satz der Pro­to­nen­the­ra­pie. Ei­ni­ge Kran­ken­kas­sen be­wil­li­gen die Pro­to­nen­the­ra­pie des­halb nur nach Ein­zel­fall­ent­schei­dun­gen, an­de­re Kas­sen hal­ten sich an ei­ne Lis­te mit In­di­ka­tio­nen, die auf den Emp­feh­lun­gen der Deut­schen Ge­sell­schaft für Ra­di­oon­ko­lo­gie ba­siert. Bei Tu­mo­ren an be­weg­li­chen Stel­len, wie et­wa der Lun­ge, kann die Strah­len­the­ra­pie nicht an­ge­wen­det wer­den.

Ob­wohl die Pro­to­nen­the­ra­pie be­reits seit ei­ni­gen Jahr­zehn­ten prak­tisch an­ge­wen­det wird, sind wei­te­re kli­ni­sche Stu­di­en in Ar­beit. Die Fra­ge, bei wel­chen Krebs­ar­ten die­se Me­tho­de an­de­ren Be­strah­lungs­ver­fah­ren wirk­lich über­le­gen ist, ist noch nicht ab­schlie­ßend ge­klärt.

Die Pro­to­nen­the­ra­pie kann nur an Stand­or­ten an­ge­bo­ten wer­den, die über Zu­gang zu ei­nem Teil­chen­be­schleu­ni­ger ver­fü­gen. In Deutsch­land ha­ben sich fünf An­bie­ter auf die Be­hand­lung mit Pro­to­nen spe­zia­li­siert (Mün­chen, Ber­lin, Hei­del­berg, Es­sen, Dres­den).

Ei­ne brei­te­re An­wen­dung der Pro­to­nen­the­ra­pie wird vor al­lem von den enor­men Kos­ten für Teil­chen­be­schleu­ni­ger ge­hemmt. Bei ei­ni­gen Krebs­ar­ten kön­nen mit der Pro­to­nen­the­ra­pie kei­ne Er­geb­nis­se er­zielt wer­den, die die ver­gleichs­wei­se ho­hen Be­hand­lungs­kos­ten recht­fer­ti­gen.

Tech­no­lo­gi­en #17
se­cur­Ph­arm e. V.
Steckbrief Technologien #000017

securPharm e. V.

Be­schrei­bung

Die in­dus­trie­ge­trie­be­ne In­itia­ti­ve zum Schutz des deut­schen Arz­nei­mit­tel­ver­triebs wid­met sich dem Kampf ge­gen ge­fälsch­te Arz­nei­mit­tel, die welt­weit ein wach­sen­des Ri­si­ko dar­stel­len. Die Eu­ro­päi­sche Uni­on hat mit der Richt­li­nie 2011/62/EU ei­nen Ka­ta­log von Maß­nah­men vor­ge­ge­ben, der Fäl­schun­gen in der le­ga­len Lie­fer­ket­te ver­hin­dern soll. Die vor­ge­schrie­be­nen ge­setz­li­chen Vor­ga­ben wer­den mit­tels se­cur­Ph­arm er­füllt, ei­nem Sys­tem, das der Ve­ri­fi­ka­ti­on von Arz­nei­mit­teln dient und u. a. ein Da­ten­bank­sys­tem um­fasst. Da­mit kön­nen bei­spiels­wei­se Apo­the­ken je­der­zeit die Echt­heit je­der ein­zel­nen Arz­nei­mit­tel­pa­ckung prü­fen. Fäl­schun­gen kön­nen so aus dem Ver­kauf ge­nom­men wer­den, be­vor sie in die Hän­de von Pa­ti­en­ten ge­lan­gen.

Je­de Me­di­ka­men­ten­ver­pa­ckung ist mit ei­nem so­ge­nann­ter „Da­ta Ma­trix-Code“ ver­se­hen, der op­tisch und funk­tio­nell dem et­was grö­ße­ren QR-Code äh­nelt. Die­ser in­di­vi­du­el­le Code wird bei der Her­stel­lung des Me­di­ka­ments er­zeugt und auf die Ver­pa­ckung auf­ge­druckt. Je­de Me­di­ka­men­ten­pa­ckung ist so­mit ein Uni­kat. Die­ser Code wird an ver­schie­de­nen Sta­tio­nen in der Lie­fer­ket­te mit ei­ner zen­tra­len Da­ten­bank ab­ge­gli­chen. Beim Scan­nen wird ge­prüft, ob der Code auf der Pa­ckung re­gis­triert und noch als un­ver­kauft ge­mel­det ist. Tre­ten beim Scan­nen Un­re­gel­mä­ßig­kei­ten auf, schlägt das Sys­tem Alarm.

Das Sys­tem ba­siert auf der Zu­sam­men­ar­beit von Phar­ma­in­dus­trie, Arz­nei­mit­tel­groß­han­del und Apo­the­ker­schaft.

An­bie­ter ist se­cur­Ph­arm e. V. mit Sitz in Frank­furt am Main.

Die Fäl­schungs­schutz­richt­li­nie 2011/62/EU sieht vor, dass je­de Me­di­ka­men­ten­ver­pa­ckung mit ei­nem in­di­vi­du­el­len Er­ken­nungs­merk­mal ver­se­hen ist. Zur flä­chen­de­cken­den Ein­füh­rung die­ses in­di­vi­du­el­len Er­ken­nungs­merk­ma­les ha­ben sich füh­ren­de An­bie­ter zu­sam­men­ge­schlos­sen und ei­nig­ten sich mit se­cur­Ph­arm auf ei­nen ge­mein­sa­men Stan­dard.

Laut dem Bun­des­in­sti­tut für Arz­nei­mit­tel und Me­di­zin­pro­duk­te ist die Zahl von Arz­nei­mit­tel­fäl­schun­gen in der so ge­nann­ten le­ga­len Lie­fer­ket­te, al­so z. B. in öf­fent­li­chen Apo­the­ken, als äu­ßerst ge­ring ein­zu­stu­fen.

Das se­cur­Ph­arm-Sys­tem bie­tet die Mög­lich­keit, Arz­nei­mit­tel­fäl­schun­gen zu iden­ti­fi­zie­ren. In öf­fent­li­chen Apo­the­ken in­ner­halb Deutsch­lands gibt es ver­gleichs­wei­se we­ni­ge ge­fälsch­te Arz­nei­mit­tel, der On­line-Me­di­ka­men­te-Han­del könn­te al­ler­dings bei­spiels­wei­se von dem Sys­tem be­son­ders pro­fi­tie­ren.

Tech­no­lo­gi­en #18
Te­le­me­di­zin
Steckbrief Technologien #000018

Telemedizin

Be­schrei­bung

Bei te­le­me­di­zi­ni­schen Dienst­leis­tun­gen han­delt es sich um Ge­sund­heits­dienst­leis­tun­gen, die un­ter Ein­satz von In­for­ma­ti­ons- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­no­lo­gi­en (z. B. mo­bi­le End­ge­rä­te) er­bracht wer­den. Te­le­me­di­zi­ni­sche Ver­fah­ren er­mög­li­chen es, In­for­ma­tio­nen zu Dia­gno­se, The­ra­pie und Prä­ven­ti­on von Er­kran­kun­gen über räum­li­che und/oder zeit­li­che Dis­tan­zen aus­zu­tau­schen. Der Aus­tausch kann so­wohl zwi­schen den an ei­nem Fall be­tei­lig­ten Leis­tungs­er­brin­gern (Doc2Doc) als auch zwi­schen Leis­tungs­er­brin­ger und Pa­ti­ent (Doc2Pa­ti­ent) er­fol­gen. Die Doc2Doc-Te­le­me­di­zin, die bei­spiels­wei­se zwi­schen Haus­arzt und Fach­arzt statt­fin­den kann, zielt auf ei­ne ein­fa­che­re und bes­se­re Zu­sam­men­ar­beit der me­di­zi­ni­schen Leis­tungs­er­brin­ger ab. Dar­über hin­aus kann sie da­zu die­nen, me­di­zi­ni­sche Kom­pe­ten­zen fall­über­grei­fend aus­zu­tau­schen und da­durch ge­gen­sei­ti­ge Lern­pro­zes­se an­zu­re­gen (Te­lee­du­ca­ti­on). Die Dienst­leis­tun­gen, die im Rah­men der Doc2Pa­ti­ent-Te­le­me­di­zin er­bracht wer­den, um­fas­sen über­wa­chen­de Dienst­leis­tun­gen (Te­le­mo­ni­to­ring), dia­gnos­ti­sche Dienst­leis­tun­gen (Te­le­dia­gno­se) und the­ra­peu­ti­sche Dienst­leis­tun­gen (Te­le­the­ra­pie). Der Ein­satz der Doc2Pa­ti­ent-Te­le­me­di­zin eig­net sich vor al­lem bei In­di­ka­tio­nen wie kar­dio­lo­gi­schen, der­ma­to­lo­gi­schen und dia­be­to­lo­gi­schen Er­kran­kun­gen, für wel­che re­la­tiv leicht di­gi­ta­li­sier­ba­re Da­ten in grö­ße­rem Um­fang er­ho­ben wer­den kön­nen.

Die Ein­satz­mög­lich­kei­ten te­le­me­di­zi­ni­scher Dienst­leis­tun­gen sind viel­fäl­tig. Die der­zeit in Deutsch­land am Markt be­reits an­ge­bo­te­nen te­le­me­di­zi­ni­schen Dienst­leis­tun­gen im Doc2Pa­ti­ent-Be­reich um­fas­sen u. a. das EKG-Mo­ni­to­ring und die EKG-Ana­ly­se, das Blut­zu­cker-Mo­ni­to­ring, die Te­le­the­ra­pie in der Schlag­an­fall­nach­ver­sor­gung so­wie die Te­le­the­ra­pie für Apha­si­ker bzw. zur Ver­bes­se­rung des Sprach­ver­ständ­nis­ses und des Sprach­ver­mö­gens.

Ak­teu­re im Be­reich der Te­le­me­di­zin sind ne­ben den An­bie­tern te­le­me­di­zi­ni­scher Dienst­leis­tun­gen me­di­zi­ni­sche Leis­tungs­er­brin­ger, Pa­ti­en­ten und de­ren An­ge­hö­ri­ge und die Kran­ken­kas­sen.

Ko­ope­ra­ti­ons­po­ten­zia­le bie­ten sich zwi­schen An­bie­tern te­le­me­di­zi­ni­scher Dienst­leis­tun­gen und ex­ter­nen Part­nern aus den Be­rei­chen Tech­nik, Me­di­zin und Ge­sund­heits­öko­no­mie.

Auf­grund der sek­to­ra­len Tren­nung des Ge­sund­heits­we­sens kommt es ent­lang des Be­hand­lungs­pro­zes­ses im­mer wie­der zu Brü­chen im In­for­ma­ti­ons­fluss. Te­le­me­di­zi­ni­sche Ver­fah­ren kön­nen zur Ver­mei­dung sol­cher Brü­che bei­tra­gen und da­mit so­wohl Qua­li­tät als auch Ef­fi­zi­enz der me­di­zi­ni­schen Ver­sor­gung stei­gern. Dies liegt im di­rek­ten In­ter­es­se ih­rer Nut­zer so­wie im In­ter­es­se der Kos­ten­trä­ger. Wei­ter­hin wird die dy­na­mi­sche Ent­wick­lung des Mark­tes für te­le­me­di­zi­ni­sche Dienst­leis­tun­gen durch die Her­stel­ler ge­trie­ben, die sich den tech­no­lo­gi­schen Fort­schritt zu­neh­mend zu­nut­ze ma­chen. Die­ser er­mög­licht es, me­di­zi­ni­sche Da­ten im­mer ein­fa­cher un­ter Ein­satz von Sen­so­ren zu er­fas­sen, mit­tels mo­bi­ler End­ge­rä­te zu über­tra­gen so­wie sys­te­ma­tisch aus­zu­wer­ten.

Die Eta­blie­rung te­le­me­di­zi­ni­scher Ver­fah­ren im deut­schen Ge­sund­heits­we­sen wird auf Sys­te­mebe­ne durch die sek­to­ra­le Tren­nung, durch man­gel­haf­te An­reiz­sys­te­me für Leis­tungs­er­brin­ger so­wie durch ei­ne un­zu­rei­chen­de Ver­gü­tungs­struk­tur be­hin­dert. Hemm­nis­se auf der An­ge­bots­sei­te sind bspw. ein Man­gel an ein­heit­li­chen Stan­dards so­wie an Kom­pa­ti­bi­li­tät mit be­stehen­den Struk­tu­ren im deut­schen Ge­sund­heits­we­sen. Schließ­lich be­steht auf Sei­ten der Leis­tungs­er­brin­ger nach wie vor Skep­sis oder Un­si­cher­heit be­züg­lich des Ein­sat­zes te­le­me­di­zi­ni­scher Ver­fah­ren. Auch auf Sei­ten der Pa­ti­en­ten ist der dies­be­züg­li­che Ak­zep­tanz­zu­wachs eher ver­hal­ten.

Das Vo­lu­men des glo­ba­len Mark­tes für te­le­me­di­zi­ni­sche Dienst­leis­tun­gen lag im Jahr 2016 bei rund 23 Mil­li­ar­den US-Dol­lar. Bis zum Jahr 2021 soll es auf rund 55 Mil­li­ar­den US-Dol­lar an­wach­sen. Für die Kos­ten­trä­ger birgt die Te­le­me­di­zin ein Kos­ten­ein­spa­rungs­po­ten­zi­al, da sie zu ei­ner früh­zei­ti­gen Ein­lei­tung von The­ra­pi­en, zur Ver­mei­dung von Dop­pel­un­ter­su­chun­gen so­wie zu kür­ze­ren Kran­ken­haus­auf­ent­hal­ten bei­tra­gen kann.

Tech­no­lo­gi­en #19
Ther­a­nos­ti­sche Im­plan­ta­te
Steckbrief Technologien #000019

Theranostische Implantate

Be­schrei­bung

Ther­a­nos­ti­sche Im­plan­ta­te sind „in­tel­li­gen­te Im­plan­ta­te“, de­ren Funk­ti­ons­um­fang die rein pas­si­ve Funk­ti­on her­kömm­li­cher Im­plan­ta­te über­steigt. Ther­a­nos­tik ist ei­ne Wort­neu­schöp­fung aus den Be­grif­fen The­ra­pie und Dia­gnos­tik. Ei­ne en­ge­re Ver­zah­nung die­ser bei­den Be­rei­che, die in der tra­di­tio­nel­len Me­di­zin oft als un­ter­schied­li­che Ge­bie­te ge­se­hen wer­den, bie­tet den Pa­ti­en­ten enor­me Vor­tei­le. Ther­a­nos­ti­sche Im­plan­ta­te neh­men da­bei ei­ne be­son­ders zu­kunfts­wei­sen­de Rol­le ein. Sie er­fas­sen ver­schie­de­ne Si­gna­le des Kör­pers, ver­ar­bei­ten und ana­ly­sie­ren die­se und nut­zen die so ge­won­ne­nen In­for­ma­tio­nen im Ide­al­fall zur au­to­no­men Ein­lei­tung the­ra­peu­ti­scher Maß­nah­men in Form von elek­tri­schen, bio­che­mi­schen oder me­cha­ni­schen In­ter­ven­tio­nen oder Sti­mu­la­tio­nen. Ein ther­a­nos­ti­sches Im­plan­tat ver­eint al­so bes­ten­falls Dia­gnos­tik und The­ra­pie in ei­nem ein­zi­gen me­di­zin­tech­ni­schen Pro­dukt.

Zu ther­a­nos­ti­schen Im­plan­ta­ten wer­den auch Sti­mu­la­ti­ons­im­plan­ta­te ge­zählt, die an ver­schie­de­nen Or­ten des zen­tra­len Ner­ven­sys­tems an­ge­wen­det wer­den kön­nen. Ein Bei­spiel sind Rü­cken­mark-Sti­mu­la­to­ren, die welt­weit über 130.000 Men­schen z. B. bei chro­ni­schen Schmer­zen the­ra­pie­ren. Auch die Va­gus­nerv­sti­mu­la­ti­on ist auf­grund des re­la­tiv ein­fa­chen ope­ra­ti­ven Zu­gan­ges und der gu­ten Er­geb­nis­se er­folg­reich in der kli­ni­schen Pra­xis eta­bliert. Ver­wen­det wer­den die­se Sti­mu­la­ti­ons­im­plan­ta­te bis­her vor al­lem zur Be­hand­lung von Epi­lep­sie, wei­te­re An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten bei an­de­ren Krank­heits­bil­dern wer­den aber mo­men­tan in kli­ni­schen Stu­di­en er­forscht. Dar­über hin­aus wird die Elek­tro­sti­mu­la­ti­on zur Wie­der­her­stel­lung mo­to­ri­scher Funk­tio­nen bei Quer­schnitts­läh­mun­gen oder nach Schlag­an­fäl­len ge­nutzt. Die elek­tri­sche Sti­mu­lie­rung von Ner­ven ist recht aus­führ­lich wis­sen­schaft­lich er­forscht, die Zahl der Pa­ti­en­ten, für die ak­tu­ell sol­che Im­plan­ta­te in Fra­ge kom­men, ist aber auf­grund der je­wei­li­gen in­di­vi­du­el­len me­di­zi­ni­schen Ge­ge­ben­hei­ten meist recht nied­rig. Co­ch­lea-Im­plan­ta­te oder Re­ti­na-Im­plan­ta­te zäh­len zu den an­schau­lichs­ten Bei­spie­len.

For­scher ar­bei­tet kon­ti­nu­ier­lich an der Ent­wick­lung neu­er Im­plan­ta­te. Im Be­reich der Dia­gno­se wird be­son­ders das Po­ten­ti­al, das von im­plan­tier­ba­ren Sen­so­ren aus­geht, er­forscht. Ei­ne Über­wa­chung des Ge­sund­heits­zu­stands von Hy­per­to­nie-Pa­ti­en­ten durch die­se Sen­so­ren könn­te die Be­hand­lungs­er­fol­ge von Herz­in­suf­fi­zi­en­zen enorm ver­bes­sern. Auch die Über­wa­chung des Elek­tro­lyt­haus­hal­tes bei Pa­ti­en­ten mit Nie­ren­in­suf­fi­zi­enz, oder des In­sulin­spie­gels bei Pa­ti­en­ten mit Dia­be­tes bie­tet enor­mes Po­ten­ti­al. Die post­ope­ra­ti­ve In­fekt­dia­gnos­tik stellt ein wei­te­res An­wen­dungs­feld für ther­a­nos­ti­sche Im­plan­ta­te dar. Mit Sen­so­ren aus­ge­stat­te­te Pro­the­sen könn­ten Än­de­run­gen im Wund­mi­lieu auf­zei­gen und so bei­spiels­wei­se durch pH-Wert-Än­de­run­gen oder Än­de­run­gen der Lak­tat­kon­zen­tra­ti­on über Ent­zün­dun­gen in­for­mie­ren. Ein Team aus ver­schie­de­nen Fraun­ho­fer-In­sti­tu­ten be­schäf­tigt sich mit der Ent­wick­lung ei­ner in­tel­li­gen­ten Hüft­ge­lenk­s­pro­the­se. In die Pro­the­se ein­ge­bet­te­te Sen­so­ren und Ak­tua­to­ren er­mög­li­chen die lau­fen­de Über­wa­chung und Nach­jus­tie­rung des Sit­zes der Hüft­pro­the­se. Her­kömm­li­che Pro­the­sen müs­sen in der Re­gel nach 10 bis 15 Jah­ren in kom­pli­zier­ten und ge­sund­heit­lich ris­kan­ten Re­vi­si­ons­ope­ra­tio­nen ge­wech­selt wer­den, die­se wür­den dank der in­tel­li­gen­ten Pro­the­se ent­fal­len. Ab­ge­se­hen von sol­chen spe­zi­fi­schen Bei­spie­len be­schäf­tigt sich die For­schung auch mit den Mög­lich­kei­ten, die die Neu­ro­mo­du­la­ti­on zur The­ra­pie von vie­len wei­te­ren Krank­heits­bil­dern (wie bspw. Alz­hei­mer) bie­tet. Der Zu­sam­men­hang zwi­schen Sti­mu­la­ti­on und the­ra­peu­ti­scher Wir­kung kann hier in vie­len Fäl­len nur rein de­skrip­tiv be­schrie­ben wer­den und die kau­sa­len Zu­sam­men­hän­ge müs­sen noch ge­nau­er er­forscht wer­den.

An­bie­ter ther­a­nos­ti­scher Im­plan­ta­te sind bspw. die BIO­TRO­NIK SE & Co. KG aus Deutsch­land, Med­t­ro­nic plc aus Ir­land oder die US-ame­ri­ka­ni­schen Un­ter­neh­men St. Ju­de Me­di­cal und Cy­be­ro­nics.

Die Be­hand­lungs­er­fol­ge, die mit ther­a­nos­ti­schen Im­plan­ta­ten er­zielt wer­den könn­ten, trei­ben de­ren Ent­wick­lung an. Uni­ver­si­tä­re und in­sti­tu­tio­nel­le For­schungs­ein­rich­tun­gen wie das Fraun­ho­fer-In­sti­tut über­neh­men da­bei oft die Grund­la­gen­for­schung.

Die Im­plan­ta­te müs­sen über vie­le Jah­re im Kör­per funk­tio­nie­ren. Dies stellt die Ent­wick­lung von Sen­so­ren und Ak­tua­to­ren vor enor­me Her­aus­for­de­run­gen. In­di­vi­du­ell ver­schie­de­ne Krank­heits- oder Ver­let­zungs­ver­läu­fe re­du­zie­ren die An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten von Sti­mu­la­ti­ons­im­plan­ta­ten.

Ther­a­nos­ti­sche Im­plan­ta­te bie­ten wo­mög­lich Ein­spar­po­ten­tia­le ge­gen­über her­kömm­li­chen Im­plan­ta­ten. Die in­tel­li­gen­te Hüft­ge­lenk­s­pro­the­se könn­te bei­spiels­wei­se kost­spie­li­ge Nach­ope­ra­tio­nen ver­hin­dern. Auch die Früh­erken­nung, die mit im­plan­tier­ten Sen­so­ren mög­lich ist, kann nicht nur die Be­hand­lungs­er­fol­ge er­hö­hen, son­dern auch kost­spie­li­ge Krank­heits­ver­läu­fe mit lan­gen Kran­ken­haus­auf­ent­hal­ten ver­hin­dern.

För­der­mit­tel #01
EXIST
Steckbrief Fördermittel #000001

EXIST

Trä­ger des För­der­pro­gramms

Das EXIST-Pro­gramm wird ge­tra­gen vom Bun­des­mi­nis­te­ri­ums für Wirt­schaft und En­er­gie (BM­Wi). Es wird zu­dem mit­fi­nan­ziert vom Eu­ro­päi­schen So­zi­al­fond (EFS).

EXIST för­dert in­no­va­ti­ve Star­t­up-Aus­grün­dun­gen aus der Wis­sen­schaft, die tech­no­lo­gisch aus­ge­rich­tet sind. Es zielt dar­auf ab, die In­no­va­ti­ons­kraft und den Grün­der­geist so­wohl an öf­fent­li­chen und pri­va­ten Hoch­schu­len, als auch an au­ßer­uni­ver­si­tä­ren wis­sen­schaft­li­chen Ein­rich­tun­gen zu stär­ken.

EXIST um­fasst drei För­der­pro­gramm­li­ni­en. EXIST-Grün­dungs­kul­tur un­ter­stützt Hoch­schu­len da­bei, ei­ne ganz­heit­li­che hoch­schul­wei­te Stra­te­gie zu Grün­dungs­kul­tur und Un­ter­neh­mer­geist zu for­mu­lie­ren und nach­hal­tig und sicht­bar um­zu­set­zen. Das EXIST-Grün­ders­ti­pen­di­um un­ter­stützt die Vor­be­rei­tung in­no­va­ti­ver tech­no­lo­gie­ori­en­tier­ter und wis­sens­ba­sier­ter Grün­dungs­vor­ha­ben von Stu­die­ren­den, Ab­sol­ven­ten so­wie Wis­sen­schaft­lern. EXIST-For­schungs­trans­fer för­dert so­wohl not­wen­di­ge Ent­wick­lungs­ar­bei­ten zum Nach­weis der tech­ni­schen Mach­bar­keit for­schungs­ba­sier­ter Grün­dungs­ide­en als auch not­wen­di­ge Vor­be­rei­tun­gen für den Un­ter­neh­mens­start.

Zum mög­li­chen Be­wer­ber­kreis ge­hö­ren Hoch­schul­ab­sol­ven­ten, Wis­sen­schaft­ler so­wie Stu­den­ten an öf­fent­li­chen und pri­va­ten Hoch­schu­len.

Im Rah­men des EXIST-Grün­ders­ti­pen­di­ums er­hal­ten Stu­die­ren­de, die min­des­tens die Hälf­te ih­res Stu­di­ums ab­sol­viert ha­ben, 1.000 Eu­ro pro Mo­nat, tech­ni­sche Mit­ar­bei­ter 2.000 Eu­ro pro Mo­nat, Ab­sol­ven­ten mit min­des­tens ei­nem Hoch­schul­ab­schluss 2.500 Eu­ro pro Mo­nat und pro­mo­vier­te Grün­der 3.000 Eu­ro pro Mo­nat. Für Team­grün­dun­gen be­tra­gen die Sach­mit­tel bis zu 30.000 Eu­ro. Durch EXIST-For­schungs­trans­fer ste­hen in der För­der­pha­se I bis zu 250.000 Eu­ro an Sach­mit­teln für die Vor­be­rei­tung der Grün­dung zur Ver­fü­gung; in be­grün­de­ten Ein­zel­fäl­len auch dar­über hin­aus. In der För­der­pha­se II, al­so nach der Grün­dung des in­no­va­ti­ven High­tech-Un­ter­neh­mens, wird ein Grün­dungs­zu­schuss von bis zu 180.000 Eu­ro ge­währt.

Das EXIST-Pro­gramm läuft seit 1998.

Vie­le Star­tups aus dem Ge­sund­heits­be­reich ge­hö­ren zum Kreis der von EXIST ge­för­der­ten Un­ter­neh­men. Ein Bei­spiel da­für ist TeleClinc, das Un­ter­neh­men nutzt die Po­ten­tia­le der Di­gi­ta­li­sie­rung und bie­tet te­le­me­di­zi­ni­sche Be­ra­tun­gen, Dia­gno­se und The­ra­pie­vor­schlä­ge mit­hil­fe ei­ner App an. 2015 stell­ten die Grün­der über die Lud­wig-Ma­xi­mi­li­ans Uni­ver­si­tät Mün­chen ei­nen er­folg­rei­chen EXIST-An­trag, der dem Star­t­up zu wich­ti­gen fi­nan­zi­el­len Mit­teln für die Ent­wick­lung des Un­ter­neh­mens ver­half.

För­der­mit­tel #02
High-Tech Grün­der­fonds (HTGF)
Steckbrief Fördermittel #000002

High-Tech Gründerfonds (HTGF)

Trä­ger des För­der­pro­gramms

Trä­ger des High-Tech Grün­der­fonds (HTGF) ist das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und En­er­gie (BM­Wi).

Das Ziel des Fonds ist es, Ri­si­ko­ka­pi­tal in neu ge­grün­de­te und in­no­va­ti­ve deut­sche Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men zu in­ves­tie­ren, um Fi­nan­zie­rungs­lü­cken in der Früh­pha­se der Un­ter­neh­mens­grün­dung zu über­brü­cken.

Der High-Tech Grün­der­fonds rich­tet sich an jun­ge, in­no­va­ti­ve Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men al­ler Bran­chen, de­ren Kern ein For­schungs- und Ent­wick­lungs­vor­ha­ben ist (ins­be­son­de­re hard­ware­na­he In­ge­nieurs­wis­sen­schaf­ten, Life Sci­en­ces, Che­mie, Ma­te­ri­al Sci­ence, Soft­ware, Me­dia, In­ter­net). Er ist aus­ge­legt als Pu­blic-Pri­va­te Part­nership des BM­Wi, der KfW Ban­ken­grup­pe und ei­ner Grup­pe von 18 In­dus­trie­un­ter­neh­men.

Vor­aus­set­zung für die För­de­rung durch den Fonds ist, dass die Auf­nah­me der ope­ra­ti­ven Ge­schäfts­tä­tig­keit nicht län­ger als ein Jahr zu­rück­liegt. För­der­fä­hi­ge Un­ter­neh­men dür­fen ma­xi­mal 50 Mit­ar­bei­ter und ei­nen Jah­res­um­satz bzw. Jah­res­bi­lanz­sum­me von höchs­tens 10 Mil­lio­nen Eu­ro auf­wei­sen

Der High-Tech Grün­der­fonds stellt jun­gen Un­ter­neh­men bis zu 600.000 Eu­ro als Kom­bi­na­ti­on von Ei­gen­ka­pi­tal und Wan­del­dar­le­hen zur Ver­fü­gung und er­wirbt da­für 15 Pro­zent der Un­ter­neh­mens­an­tei­le. Das Grün­der­team muss ei­nen Ei­gen­an­teil be­reit­stel­len, pri­va­te In­ves­to­ren kön­nen wei­te­re Mit­tel bei­steu­ern. Zu­sätz­lich legt der HTGF wei­te­re 1,5 Mil­lio­nen Eu­ro Ri­si­ko­ka­pi­tal für An­schluss­fi­nan­zie­run­gen für Un­ter­neh­men zu­rück. Au­ßer­dem stellt der Fonds un­ter­neh­me­ri­sches Know-how be­reit. Über ein deutsch­land­wei­tes Netz­werk an ak­kre­di­tier­ten Coa­ches un­ter­stützt er die Grün­der in stra­te­gi­schen und ope­ra­ti­ven Un­ter­neh­mens­fra­gen so­wie beim Knüp­fen re­le­van­ter Kon­tak­te und sorgt für Ver­net­zung mit al­len grö­ße­ren In­ves­to­ren aus der Wag­nis­ka­pi­tal­sze­ne (Ven­ture Ca­pi­tal, Busi­ness An­gels) und der deut­schen In­dus­trie (ins­be­son­de­re mit den am High-Tech Grün­der­fonds be­tei­lig­ten In­ves­to­ren).

Seit 2005 wur­den über 470 Un­ter­neh­men aus der High-Tech Bran­che fi­nan­ziert. Ne­ben dem ei­ge­nen Fonds­vo­lu­men von 820 Mil­lio­nen Eu­ro in drei Fonds wur­den bis­lang 1,4 Mil­li­ar­den Eu­ro ex­ter­nes Ka­pi­tal in über 1.120 Fol­ge­fi­nan­zie­rungs­run­den in die teil­neh­men­den Un­ter­neh­mens­grün­dun­gen in­ves­tiert. Die Fonds-An­tei­le an mehr als 80 Un­ter­neh­men wur­den be­reits er­folg­reich ver­kauft.

Der High-Tech Grün­der­fonds exis­tiert seit dem Jahr 2005.

Ei­ne Früh­pha­sen­för­de­rung durch den High-Tech-Grün­der­fonds kam u. a. Zim­mer Bio­Tech zu­gu­te. Das im Jahr 2016 in Neu-Ulm ge­grün­de­te Un­ter­neh­men ist Ent­wick­ler ei­nes Me­di­ka­ments zur Be­hand­lung von Haut­krebs ba­sie­rend auf so­ge­nann­ten 5-Ami­no­lä­vu­l­in­säu­ren. Zu­dem in­ves­tier­te der Fonds ge­mein­sam mit der Mit­tel­stän­di­schen Be­tei­li­gungs­ge­sell­schaft Ba­den-Würt­tem­berg im Rah­men ei­ner Früh­pha­sen­för­de­rung 720.000 Eu­ro in die sti­mOS GmbH aus Kon­stanz. Das 2015 ge­grün­de­te Un­ter­neh­men hat sich auf die pa­ten­tier­te Mi­mi­cking Bo­ne Tech­no­lo­gy (MBT) spe­zia­li­siert, ein bio­che­mi­sches Ver­fah­ren, das die Bil­dung ge­sun­den Kno­chens nach Ope­ra­tio­nen und Im­plan­ta­tio­nen in­iti­iert.

För­der­mit­tel #03
IN­VEST
Steckbrief Fördermittel #000003

INVEST

Trä­ger des För­der­pro­gramms

Der Trä­ger die­ses För­der­pro­gramms ist das Bun­des­mi­nis­te­ri­ums für Wirt­schaft und En­er­gie (BM­Wi). Die An­trags­stel­lung er­folgt über das Bun­des­amt für Wirt­schaft und Aus­fuhr­kon­trol­le (BA­FA).

Jun­ge in­no­va­ti­ve Un­ter­neh­men sol­len bei der Su­che nach ei­nem Ka­pi­tal­ge­ber un­ter­stützt wer­den. IN­VEST gibt da­bei An­rei­ze für pri­va­te In­ves­to­ren – ins­be­son­de­re Busi­ness An­gels – Wag­nis­ka­pi­tal für die­se Un­ter­neh­men zur Ver­fü­gung zu stel­len. Mit dem Er­werbs­zu­schuss er­hal­ten Busi­ness An­gels 20 Pro­zent ih­rer In­ves­ti­ti­on steu­er­frei er­stat­tet, wenn sie sich mit min­des­tens 10.000 Eu­ro Wag­nis­ka­pi­tal an Star­tups be­tei­li­gen. Au­ßer­dem kön­nen mit dem Exit­zu­schuss auch Steu­ern auf Ge­win­ne aus den In­vest­ments er­stat­tet wer­den.

Die IN­VEST-För­de­rung be­steht aus ei­nem Er­werbs­zu­schuss und zu­sätz­lich aus ei­nem Exit­zu­schuss. Den Er­werbs­zu­schuss er­hal­ten pri­va­te In­ves­to­ren (Busi­ness An­gels), die Ge­schäfts­an­tei­le an jun­gen in­no­va­ti­ven Un­ter­neh­men er­wer­ben und die Be­tei­li­gung min­des­tens drei Jah­re lang hal­ten. Ist die Zah­lung dar­an ge­knüpft, dass das Un­ter­neh­men be­stimm­te Mei­len­stei­ne er­reicht, muss je­de ein­zel­ne Zah­lung min­des­tens 10.000 Eu­ro be­tra­gen. Je­der In­ves­tor kann pro Ka­len­der­jahr für Be­tei­li­gun­gen in Hö­he von bis zu 500.000 Eu­ro Er­werbs­zu­schüs­se er­hal­ten. Seit 2017 kann zu­sätz­lich zum Er­werbs­zu­schuss spä­ter die Steu­er, die auf ei­nen Ver­äu­ße­rungs­ge­winn ent­fällt, pau­schal mit dem Exit­zu­schuss kom­pen­siert wer­den. Bei ei­nem Exit­zu­schuss er­hält der In­ves­tor ei­ne pau­scha­le Steu­er­kom­pen­sa­ti­on in Hö­he von 25 Pro­zent des Ge­winns, der aus der Ver­äu­ße­rung sei­ner mit dem Er­werbs­zu­schuss ge­för­der­ten An­tei­le er­zielt wur­de. Der Exit­zu­schuss ist auf 80 Pro­zent des In­ves­ti­ti­ons­be­tra­ges der IN­VEST-An­tei­le be­grenzt. Den Exit­zu­schuss er­hal­ten nur na­tür­li­che Per­so­nen. Er­werbs­zu­schuss und Exit­zu­schuss dür­fen den ur­sprüng­li­chen In­ves­ti­ti­ons­be­trag nicht über­stei­gen. Pro Un­ter­neh­men kön­nen Be­tei­li­gun­gen meh­re­rer In­ves­to­ren von ins­ge­samt bis zu 3 Mil­lio­nen Eu­ro pro Ka­len­der­jahr mit dem Er­werbs­zu­schuss ge­för­dert wer­den. Der Er­werbs­zu­schuss ist von den Er­trags­steu­ern be­freit und ver­bes­sert so den An­reiz zur Mo­bi­li­sie­rung von pri­va­tem Wag­nis­ka­pi­tal deut­lich.

Das ge­för­der­te Un­ter­neh­men muss jün­ger als sie­ben Jah­re sein und muss ei­ne Ka­pi­tal­ge­sell­schaft mit Haupt­sitz in der Eu­ro­päi­schen Uni­on (EU) bzw. dem eu­ro­päi­schen Wirt­schafts­raum (EWR) sein, mit we­nigs­tens ei­ner Zweig­nie­der­las­sung in Deutsch­land, die im Han­dels­re­gis­ter ein­ge­tra­gen ist oder ei­ner Be­triebs­stät­te in Deutsch­land, die im Ge­wer­be­re­gis­ter ein­ge­tra­gen ist. För­der­fä­hi­ge Un­ter­neh­men dür­fen nicht mehr als 50 Mit­ar­bei­ter (Voll­zei­t­äqui­va­len­te) be­schäf­ti­gen und dür­fen ei­nen Jah­res­um­satz oder ei­ne Jah­res­bi­lanz­sum­me von ma­xi­mal zehn Mil­lio­nen Eu­ro auf­wei­sen. Das Un­ter­neh­men muss – ge­mäß Han­dels­re­gis­ter­aus­zug – ei­ner in­no­va­ti­ven Bran­che an­ge­hö­ren oder In­ha­ber ei­nes bis zu 15 Jah­re al­ten Pa­tents sein oder in den zwei Jah­ren vor An­trag­stel­lung ei­ne öf­fent­li­che För­de­rung für ein For­schungs- oder In­no­va­ti­ons­pro­jekt er­hal­ten ha­ben. Falls kei­nes der vor­ge­nann­ten Kri­te­ri­en er­füllt wird, kann die In­no­va­ti­vi­tät auch durch ein ex­ter­nes un­ab­hän­gi­ges Kurz­gut­ach­ten be­schei­nigt wer­den.
Auch für den pri­va­ten In­ves­tor legt IN­VEST Kri­te­ri­en fest: Der In­ves­tor muss ei­ne na­tür­li­che Per­son mit Haupt­wohn­sitz in der EU bzw. dem EWR sein, die nicht mit dem Un­ter­neh­men ver­bun­den ist. Al­ter­na­tiv kann der In­ves­tor die An­tei­le am Un­ter­neh­men auch über ei­ne GmbH/UG (so­ge­nann­te Busi­ness An­gels GmbH/UG) er­wer­ben. Die­se GmbH/UG darf ma­xi­mal sechs Ge­sell­schaf­ter (nur na­tür­li­che Per­so­nen) ha­ben. Der Ge­schäfts­zweck der GmbH/UG muss das Ein­ge­hen und Hal­ten von Be­tei­li­gun­gen ent­hal­ten. Wei­te­re zu­läs­si­ge Ge­schäfts­zwe­cke sind aus­schließ­lich Ver­mö­gens­ver­wal­tung und Be­ra­tung. Der In­ves­tor be­zie­hungs­wei­se die GmbH/UG muss die An­tei­le voll­stän­dig bis min­des­tens drei Jah­re nach Un­ter­zeich­nung des Ge­sell­schafts­ver­tra­ges hal­ten. Es muss sich zu­dem um ei­ne erst­ma­li­ge Be­tei­li­gung am Un­ter­neh­men han­deln (au­ßer im Fall der zu­ge­las­se­nen An­schluss­in­ves­ti­ti­on).

Seit Mai 2013 wur­den 288 Mil­lio­nen Eu­ro Wag­nis­ka­pi­tal durch INV­SET mo­bi­li­siert und 3705 In­vest­ments be­wil­ligt.

Das Pro­gramm wur­de im Jahr 2013 in­iti­iert.

Durch das IN­VEST-Pro­gramm wur­de bspw. das 2011 ge­grün­de­te Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men Co­si­nuss GmbH aus Mün­chen durch Be­reit­stel­lung von Wag­nis­ka­pi­tal ge­för­dert. Der In­vest­ment­part­ner da­bei war die Star­ga­te Ca­pi­tal GmbH. Co­si­nuss ent­wi­ckelt In-Ear Weara­bles, die ver­schie­dens­te Vi­tal­pa­ra­me­ter wie Herz­fre­quenz, Herz­ra­ten­va­ria­bi­li­tät, Kör­per­tem­pe­ra­tur und Sau­er­stoff­sät­ti­gung im Ohr misst. Ein­satz­fel­der da­für sind Sport, Me­di­zin und Ar­beits­schutz.

För­der­mit­tel #04
Wachs­tums­fonds Bay­ern
Steckbrief Fördermittel #000004

Wachstumsfonds Bayern

Trä­ger des För­der­pro­gramms

Der Wachs­tums­fonds Bay­ern wird von der Bay­ern Ka­pi­tal GmbH ver­wal­tet. Bay­ern Ka­pi­tal wie­der­rum ist ei­ne hun­dert­pro­zen­ti­ge Toch­ter­ge­sell­schaft der LfA För­der­bank Bay­ern. Die LfA ist ei­ne An­stalt des öf­fent­li­chen Rechts, die Haf­tung liegt zu 100 Pro­zent beim Frei­staat Bay­ern.

Ziel die­ses För­der­instru­men­tes ist es, baye­ri­sche Star­tups mit der Be­reit­stel­lung von Ka­pi­tal bei der Ex­pan­si­on zu un­ter­stüt­zen.

Der Wachs­tums­fonds Bay­ern fun­giert als Co-In­vest­ment­part­ner und stellt so tech­no­lo­gie­ori­en­tier­ten jun­gen, Klei­nen und Mitt­le­ren Un­ter­neh­men (KMU) in Bay­ern Be­tei­li­gungs­ka­pi­tal für Wachs­tums­schrit­te, et­wa tech­ni­sche oder markt­sei­ti­ge Ex­pan­sio­nen, zur Ver­fü­gung. Wich­ti­ges Cha­rak­te­ris­ti­kum die­ses För­der­instru­men­tes ist, dass die Be­tei­li­gung aus­schließ­lich bei gleich­zei­ti­ger Be­tei­li­gung ei­nes wei­te­ren pri­va­ten In­ves­tors er­folgt, der sich in min­des­tens der glei­chen Hö­he be­tei­ligt.

Der Fonds steht grund­sätz­lich Un­ter­neh­men aus al­len Bran­chen of­fen. Ei­ne För­de­rung ist au­ßer­dem un­ab­hän­gig da­von, ob es be­reits wei­te­re In­ves­to­ren gibt. Der Un­ter­neh­mens­sitz oder ei­ne Be­triebs­stät­te muss in Bay­ern lie­gen und die KMU-Kri­te­ri­en der Eu­ro­päi­schen Uni­on müs­sen er­füllt sein. Be­son­ders im Fo­kus ste­hen jun­ge Star­tups, die die an­fäng­li­che Grün­dungs­pha­se be­reits hin­ter sich ge­las­sen ha­ben und mit ei­nem schlüs­si­gen Ge­schäfts­plan ex­pan­die­ren möch­ten.

Der Fi­nan­zie­rungs­bei­trag je Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men be­trägt zwi­schen zwei und acht Mil­lio­nen Eu­ro, die in Tran­chen je nach Stand des Wachs­tums­fort­schritts be­reit­ge­stellt wer­den. Der Wachs­tums­fonds Bay­ern nutzt so­wohl of­fe­ne Be­tei­li­gun­gen (Er­werb von An­tei­len oder Ak­ten) als auch stil­le Be­tei­li­gun­gen (Bei­steu­ern von Ka­pi­tal oh­ne Er­werb von Ei­gen­tums­rech­ten). Die Be­tei­li­gun­gen er­fol­gen stets zu den glei­chen Be­din­gun­gen wie beim Pri­vat­in­ves­tor.

Das ge­sam­te Fonds­vo­lu­men des Wachs­tums­fonds Bay­ern be­trägt 100 Mil­lio­nen Eu­ro.

Die Lauf­zeit der Be­tei­li­gun­gen rich­tet sich grund­sätz­lich nach den Kon­di­tio­nen des pri­va­ten Be­tei­li­gungs­part­ners. Bei ei­ner stil­len Be­tei­li­gung ist der­zeit ei­ne ma­xi­ma­le Lauf­zeit bis zum 31.12.2025 mög­lich.

Bei­spiel für ei­ne Be­tei­li­gung an ei­nem Un­ter­neh­men aus dem Life Sci­en­ces Be­reich ist das Re­gens­bur­ger Star­t­up nu­ma­res. Das Un­ter­neh­men bie­tet in­no­va­ti­ve In-Vi­tro-Dia­gno­se­ver­fah­ren an. Der Wachs­tums­fonds Bay­ern be­tei­lig­te sich im Rah­men ei­ner Fi­nan­zie­rungs­run­de 2016 mit zwei Mil­lio­nen Eu­ro. Auch an der 2016 ge­grün­de­ten Bio­tech-Fir­ma im­mu­nic aus Pla­negg-Mar­tins­ried bei Mün­chen be­tei­lig­te sich der Wachs­tums­fonds Bay­ern be­reits fünf Mo­na­te nach ih­rer Grün­dung. Das Un­ter­neh­men ent­wi­ckelt oral ver­füg­ba­re Me­di­ka­men­te zur Be­hand­lung von Er­kran­kun­gen mit im­mu­no­lo­gi­schem oder au­to­im­muno­lo­gi­schem Hin­ter­grund.