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Life Sciences

Innovation für die Gesundheit
Moderne Medizin entsteht heute nicht mehr nur im Krankenhaus, sondern auch in Forschungslaboren, Werkstätten und an Hochschulen.

Neue Technologien wie 3D-Druck, intelligente Sensoren oder Gentechnik eröffnen völlig neue Möglichkeiten für Diagnose, Behandlung und Rehabilitation. Die folgenden Beispiele zeigen, wie Forschung schon heute daran arbeitet, Krankheiten besser zu behandeln, Menschen zu unterstützen und Leben zu retten – und wie die Medizin der Zukunft konkret aussehen könnte.
Wir stellen aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprojekte vor

Hören mit Licht
Optische Cochlea-Implantate

Menschen mit starkem Hörverlust nutzen Cochlea-Implantate, die Töne elektrisch an den Hörnerv weiterleiten. Die elektrische Stimulation erfasst jedoch zu viele Nervenzellen gleichzeitig, wodurch feine Ton- und Lautstärkeunterschiede schwer wahrnehmbar sind. Forschende der Unis Hannover und Göttingen setzen stattdessen auf Lichtstimulation: Damit das funktioniert, sollen spezielle Proteine in Hörnervenzellen eingebracht werden, die diese lichtempfindlich machen (Optogenetik). Dann kann ein Implantat mit vielen kleinen Lichtquellen die Nervenzellen stimulieren. Licht wirkt gezielter und ermöglicht mehr unabhängige Klangkanäle – so könnten Träger Hintergrundgeräusche besser trennen, Musik klarer hören und Sprache natürlicher wahrnehmen.

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Cochlea-Implantate sind elektronische Hörprothesen für taube und schwerhörige Menschen
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Schon bald könnte Zahnersatz standardmäßig aus dem 3D-Drucker kommen

Zähne aus dem 3D-Drucker
Vom Übungsmodell in den echten Einsatz

An der Uni Würzburg werden Zähne mithilfe eines 3D-Druckers hergestellt. Diese künstlichen Zähne besitzen alle Eigenschaften echter Zähne. Damit haben Zahnmedizinstudierende realistische Modelle, an denen sie das Entfernen von Karies, die Behandlung von Wurzelkanälen oder die Vorbereitung von Kronen üben können. 3D-gedruckte Zahnkronen werden zudem bereits in der Praxis getestet. Dabei handelt es sich um Kronen, die Patient*innen vorübergehend eingesetzt werden, bis die endgültige Versorgung erfolgt. Schon bald könnte Zahnersatz aus dem 3D-Drucker aber eine dauerhafte Lösung sein.

Impfung gegen Krebs
Weiterentwicklung der mRNA-Technologie

mRNA-Impfstoff kennen wir alle noch gut aus der Zeit der Corona-Pandemie. Nun arbeiten Forscher mit Hochdruck daran, die Technologie im Kampf gegen Krebs einzusetzen. Krebszellen entstehen durch genetische Mutation, die ihr unkontrolliertes Wachstum ermöglichen. Vom Immunsystem werden sie oft erst spät erkannt. Um dies zu ändern, wird in der Krebsforschung Messenger-RNA (mRNA) so „programmiert“, dass sie dem Körper den Bauplan für spezielle Merkmale von Krebszellen, sogenannte Neoantigene, übermittelt. Die Krebszellen werden daraufhin vom Immunsystem als fremd erkannt und gezielt bekämpft. Das Immunsystem soll auf diese Weise so trainieren werden, dass es selbst kleinste Krebsreste erkennt und vernichtet, um Rückfälle zu verhindern.

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mRNA-Impfstoffe sind eine der großen medizinischen Innovationen der jüngeren Zeit
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Auch wenn bislang kein Mensch dauerhaft mit einem Tierorgan überlebt hat, rückt die Möglichkeit näher

Schweine als Organspender
Weiterleben mit einem tierischen Herzen?

Für viele schwerkranke Personen ist eine Organtransplantation die einzige Hoffnung. Das Problem: Es gibt viel zu wenig Spenderorgane. Seit vielen Jahren wird deshalb u. a. an der Uni München im Bereich der Xenotransplantation geforscht. So nennt man die Übertragung von Organen zwischen Arten. Dabei versuchen die Forschenden z. B. Schweinezellen, -gewebe und -organe mithilfe moderner Gen- und Labortechnik so zu verändern, dass sie nicht vom menschlichen Immunsystem abgestoßen werden. Ein großer Durchbruch ist chinesischen Ärzten letzten Herbst gelungen: Die Transplantation einer Schweineleber – auch wenn diese 38 Tage nach Eingriff aufgrund von Komplikationen wieder entfernt werden musste. In Zukunft könnten Schweineorgane das Leben schwerkranker Patient*innen retten.

Intelligente Prothesen für sicheres Gehen
Ersatzteile, die mitdenken

Im Projekt iProt an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe wird an einer neuen, intelligenten Unterschenkelprothese geforscht. Normale Prothesen sind oft starr und können Druckstellen oder unsicheres Gehen verursachen. Bei iProt werden Exoskelett und Prothese kombiniert. Dafür arbeiten Forschende aus verschiedenen Bereichen zusammen, zum Beispiel Sensorik, Mechatronik und 3D-Druck. So entstehen passgenaue Bauteile und eine Prothese, die Belastungen präzise misst und die Unterstützung in Echtzeit an die Messdaten anpasst. Das kann Druckstellen reduzieren und beweglicheres, sichereres Gehen ermöglichen.


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Bereits im vorherigen Forschungsprojekt „iOrt“ wurde eine intelligente Orthese entwickelt, die nun als technologische Basis für „iProt“ dient
Zukunftsindustrie

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Die Ingenieurnachwuchs-Initiative des Arbeitgeberverbandes Gesamtmetall.
Seit 1998 widmet sie sich bereits den Themen Ingenieurwesen und MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik). Ihr Ziel ist es, junge Menschen schon frühzeitig für den Ingenieursberuf sowie Naturwissenschaften und Technik zu begeistern.

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