Projekte der Meotec GmbH

Projekt:

BioV²alve

Titel:

Biohybride Venenklappen zur minimal-invasiven Therapie der chronischen venösen Insuffizienz

Ziel:

Die chronisch venöse Insuffizienz (CVI) der Beine ist eine der häufigsten Krankheiten (Prävalenz 3-5 %) bei Erwachsenen in der westlichen Bevölkerung mit beträchtlicher sozioökonomischer Bedeutung. Durch die Insuffizienz der Venenklappen ist der Rückfluss des Bluts zum Herzen gestört und es kommt zu einem lokalen Überdruck im venösen System der Beine. Dies führt zu erweiterten Venen, Krampfadern, schweren und schmerzenden Beinen mit Schwellungen, Haut- und Gewebeveränderungen und im Endstadium zu chronischen Unter-schenkelgeschwüren (Ulcus cruris). Die aktuellen Therapien sind v.a. symptomatisch (Hochlagerung der Beine, Lymphdrainagen, Kompressionstherapie), bzw. behandeln die Komplikationen (Versorgung der chronischen Wunden, Entfernung der Krampfadern) nicht aber die Ursache. Bisherige Ansätze der Rekonstruktion der Venenklappenfunktion (chirurgisch, interventionell) konnten sich aufgrund der besonderen Gerinnungssituation im venösen Stromgebiet nicht durchsetzen.

Gegenstand des BioV²alve-Projektes ist die biologische Rekonstruk-tion der Venenklappenfunktion durch ein biohybrides, textil-bewehrtes, minimal-invasiv implantierbares Device. Durch die Verwendung von körpereigenen Zellen wird die notwendige physiologische Hämokompatibilität und immunologische Integrität erzielt. Die Verwendung einer biodegradierbaren magnesiumbasierten Stent-struktur, welche sich nach erfolgter Einheilung der Venenklappe in das Umgebungsgewebe auflöst, ermöglicht eine schonenden Therapie mit geringer dauerhafter Materialeinbringung in den Körper. Die Venenklappe kann minimal-invasive implantiert werden.

Das Konsortium des BioV²alve-Projekts setzt sich aus Partnern entlang der Wertschöpfungskette zusammen. Bei erfolgreicher Machbarkeitsstudie im Großtiermodell im Rahmen des Projektes werden die Partner im Anschluss die GMP-konforme Produktion bis zum fertigen Produkt umsetzen und diese verwerten.

Gesamtausgaben: 2.302.566,00 €

Zuwendungssumme: 1.860.044,00 €

Projektleitung:

Meotec GmbH, Aachen

Verbund:

Meotec GmbH, Aachen

Uniklinik RWTH Aachen – NRW Schwerpunktprofessur Biohybrid & Medical Textiles (Bio-Tex) am AME – Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie

Innovative Tomography Products GmbH, Bochum

Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University

Projekt:

HOC-Surf

Titel:

Hämokompatibilitätssteigerung und Kostenreduzierung von Herzunterstützungssystemen durch Keramisierung

Ziel:

Laut der WHO, Burden of disease, sind ischämischen Herzkreislaufer-krankungen weltweit die häufigste Todesursache. Verschiedenste Herzerkrankungen können in einer terminalen Herzinsuffizienz resultieren, d.h. das Herz ist so geschwächt, dass dessen Pumpfunktion gerade für die Lebenserhaltung des Körpers ausreicht. Zur Entlastung der ge-schwächten Herzen werden Herzunterstützungssystemen (VAD) eingesetzt. Für den Therapieerfolg von implantierbaren VADs ist die Blutverträglichkeit (Hämokompatibilität) einer der wichtigsten Faktoren. Ist sie unzureichend führt dies zu Thrombosen, welche einen Hauptteil der Komplikationen bei solchen Systemen ausmachen. Therapiebegleitend werden dem Patienten daher kontinuierlich Gerinnungshemmer verabreicht, deren Nebenwirkungen (z. B. Blutungen) die Lebensqualität zusätzlich einschränkten. Zur Beherrschung des Thromboserisikos, werden nach jetzigem Stand der Technik erhebliche Anstrengungen unter-nommen, Implantate mit extrem glatten Oberflächen zu entwickeln. Hieraus resultieren hohe Fertigungskosten z.B. durch den Einsatz händischer Finishingverfahren. Im Rahmen dieses Projektes soll nun die Verbesserung der Hämokompatibilität bei gleichzeitiger Kostenreduktion durch die Implementierung einer abgestimmten Keramisierung untersucht werden. Hierfür werden zunächst unterschiedliche Fertigungsstrategien und Keramisierungen an Analogiebauteilen von VADs grundlegend auf ihre Oberflächentopologie und der damit verbundenen Hämokompatibilität untersucht. Vertiefende Studien evaluieren anschließend den Einfluss der Blutströmung und der Tribologie (Simulation der inne-ren Reibung bei Blutpumpen) auf die Hämokompatibilität der keramisierten Oberflächen. Abschließend werden die entwickelten Fertigungsstrategien in Form von Prototypen umgesetzt, um das Design und die Prozesse zu validieren. Die Bewertung der Hämokompatibilität findet in vitro unter Verwendung von Schweineblut und in vivo im Tierversuch statt. Die Erkenntnisse aus dem Projekt ermöglichen die Entwicklung einer innovativen Herzunterstützungspumpe, die sowohl funktional als auch wirtschaftlich eine gute Alternative zu aktuellen Systemen darstellt.

Gesamtausgaben: 2.212.756,51 €

Zuwendungssumme: 1.857.130,86 €

Projektleitung:

ReinVAD GmbH, Aachen

Verbund:

Meotec GmbH, Aachen

Institut für Angewandte Medizintechnik, LuF Kardiovaskuläre Technik des Uniklinikums der RWTH Aachen

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., München

Projekt:

ProImplant

Titel:

Prozesskette zur Fertigung degradierbarer Magnesiumimplantate für individuelle Knochendefekte

Ziel:

Ziel des Vorhabens ist die Etablierung einer geeigneten Prozesskette zur Fertigung resorbierbarer, patientenspezifischer sowie poröser Magnesiumimplantate (Scaffolds) für Defekte in der Mund-, Kiefer und Gesichtschirurgie (MKG-Chirurgie). Diese können durch den eigenentwickelten 3D-Druck von Magnesiumpulver in beliebiger Komplexität (individuell) und kosteneffizient hergestellt werden. Der medizinische Erfolg des vorgeschlagenen Implantatkonzeptes soll belegt und die Industrialisierung der realisierten Technologiekette durch den Antragsteller Meotec vorbereitet werden.

Neben der MKG-Chirurgie können patientenspezifische resorbierbare Implantate auf viele weitere medizinische Anwendungsgebiete wie Unfallchirurgie, Orthopädie oder die plastische Chirurgie und damit das Absatzpotenzial stetig erweitert werden. Der Verwertungsplan des Projektes sieht vor, dass der Antragsteller Meotec innerhalb von einem Jahr auf Basis der während des Projektes generierten Daten die Zertifizierung der individuellen Magnesiumimplantate anstößt. Es wird gezeigt, dass in den ersten drei Jahren nach Marktzugang auch bei moderatem Anlauf (Marktanteil) eine hohe wirtschaftliche Verwertbarkeit des Projektes gegeben ist. Dies führt nicht zuletzt zur Schaffung von Arbeitsplätzen.

Gesamtausgaben: 1.847.142,90 €

Zuwendungssumme: 1.586.037,85 €

Projektleitung:

Meotec GmbH, Aachen

Verbund:

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., München

Uniklinik RWTH Aachen, Aachen

Akronym: Plasmaelektrolytische Oxidation von Triebwerksschaufeln elektrochemisch nivellierter
(Gamma-)Titanaluminide (POTENTIAL)

Ziel: Die Erforschung und Entwicklung einer neuartigen Kombination elektrochemischer Bearbeitungsverfahren zur Fertigung oberflächenmodifizierter Triebwerksschaufeln aus Gamma-Titanaluminid (γ-Titanaluminid bzw. γ-TiAl) für eine spätere Anwendung in den Mittel- und Hochdruckstufen von Mantelstromtriebwerken für den Luftfahrtsektor.

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Vorgehen: Es werden die elektrochemische Formbearbeitung („Nivellierung“ der Oberfläche) mit einer gezielten Oberflächenbehandlung (Plasmaelektrolytische Oxidation), die aus der Medizintechnik abstrahiert wurde, gekoppelt, um eine technologisch überlegene und ökonomisch kosteneffiziente Fertigungskette für die o.g. Turbinenschaufeln bereitstellen zu können.

Fertigung oberflächenmodifizierter Triebwerksschaufeln aus Gamma-Titanaluminid.

Akronym: Spline Integration (SPLINTEGRATE)

Ziel: Entwicklung eines innovativen Fusionskäfigs, der als Bandscheibenimplantat das Knochenwachstum in Bezug auf Genesungszeit und Stabilisierung des Bandscheibendefekts durch Verbindung zweier innovativer Ansätze: Generative Implantatherstellung mittels Selective Laser Melting (SLM), bei dem das Grundmaterial (Titanpulver) selektiv aufgeschmolzen und miteinander verbunden wird, sowie einer anschließenden Keramisierung der Käfigoberfläche mittels plasmaelektrolytischer Oxidation. Dabei stehen die Einheilzeit des Implantats, sowie die Stabilisierung des Defekts als Zielgrößen im Fokus des Vorhabens.

Akronym: Bioresorbierbare Magnesium-Implantate für den individuellen Knocheneinsatz (BIOMAGIK)

Ziel: Die Entwicklung und Realisierung eines neuartigen Implantatdesigns, das die bestehenden Probleme löst und Magnesium als Implantatwerkstoff nutzbar macht.

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Vorgehen: Es werden zwei innovative Ansätze zur Mikro- und Makrostrukturierung genutzt, die durch Biokompatibilitätstests in mehreren Optimierungsschleifen angepasst werden. Zielgröße dieser Optimierung
ist die biochemische Wechselwirkung zwischen Implantat und Gewebe hinsichtlich Abbau- und Einwachs-verhalten. Auf diese Weise soll ein patent- und zertifizierungsfähiges Implantat für die Kiefer- und Gesichtschirurgie entwickelt und bis zur Marktreife geführt werden.

   CAD-Konstruktion                          Herstellung von Implantaten                         Mikroskopansicht