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LOEWE-Schwerpunkt

Präventive Biomechanik - PräBionik

Der gemeinsame Forschungsverbund der Fachhochschule Frankfurt am Main (Koordinatorin), der Goethe-Universität Frankfurt am Main, der Philipps-Universität Marburg und der Bergischen Universität Wuppertal wurde im Rahmen des hessischen Forschungsförderprogramms LOEWE - Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz ursprünglich für die Dauer von drei Jahren (1/2010 bis 12/2012) gefördert. Die Förderung wurde nun um ein Jahr (2013) verlängert.

Der Zusammenschluss von Wissenschaftlern aus den Fachbereichen Medizin der Goethe-Universität Frankfurt am Main und der Philipps-Universität Marburg, dem Institut für Materialwissenschaften der Fachhochschule Frankfurt am Main und Zellbiologen der Goethe-Universität Frankfurt am Main im Center of Biomedical Engineering- CBME stellt einen Kompetenz-Cluster in Hessen zur Erforschung biomechanischer Eigenschaften humaner Weichgewebe und deren pathologischer Veränderungen dar. Er bildet den Kern eines stark anwendungsbezogenen Ansatzes der zu einem Schwerpunkt mit überregionaler Wirkung ausgebaut wird. In insgesamt 14 Teilprojekte werden Fragestellungen zu gesundheitsgefährdenden Interaktionen zwischen humanen Weichgeweberegionen und Stütz-Konstruktionen (Hilfsmittel) sowie Implantaten in Knochen und Knorpel aus dem klinischen Alltag in interdisziplinären Ansätzen aus Ingenieurwissenschaften, Biologie und Medizin bearbeitet.

Gesundheitsschädliche Lebensweise und demografischer Wandel bedingen eine drastische Zunahme an Zivilisationskrankheiten sowie eine steigende Zahl pflegebedürftiger Patienten. Hilfsmittel (Anti-Dekubitus-Systeme, Prothesen, Orthesen, Stents, Implantate etc.) sind infolge kritischer Spannungen/Verformungen in den Weichgeweben häufig nicht nur nicht hilfreich, sondern können den gesundheitlichen Zustand verschlimmern und schwerwiegende Sekundärerkrankungen mit volkswirtschaftlichem Schaden in Milliardenhöhe auslösen.

Mit den in den Partnerhochschulen vorhandenen Kompetenzen sollen Verfahren bzw. Produkte entwickelt werden, die diesen Schaden drastisch reduzieren. Hier ist es gelungen, mechanische Interaktionen zwischen Weichgeweberegionen des menschlichen Körpers und Hilfsmitteln realitätsnah in dreidimensionalen Simulationen darzustellen. Dabei wurden reale anatomische Datensätze erzeugt sowie das experimentell ermittelte mechanische in vivo-Verhalten menschlicher Weichgewebe bis in tiefere Gewebeschichten dargestellt und ein verifiziertes mathematisch-mechanisches Modell entwickelt. Dies erlaubt die Vorhersage mechanischer Gefährdungen auf Modellebene, die dadurch eingedämmt oder sogar vermieden werden können.

Für die beteiligten Hochschulen eröffnet dieser Forschungsverbund somit Möglichkeiten zur strukturellen Fortentwicklung. Die Verbindung universitärer Grundlagenforschung mit der im Kontext einer Fachhochschule ideal zu realisierenden Konfrontation mit dem Anwendungsbezug bahnt somit den Weg vom Labor zum Anwender. In das Projekt sind daher auch eine Reihe industrieller Partner eingebunden.