Innovationspartner Schnittstelle von Medizin und Ingenieurwissenschaften

Redakteur: Anne Richter

>> Am Patientenbett rücken Medizin sowie Natur- und Ingenieurwissenschaften immer näher zusammen. Der ETH-Bereich mit seinen Kompetenzen in Chemie, Physik, «Life Sciences», Materialwissenschaften und Nanotechnologie ist mit Forschung und Ausbildung für die MedTech-Branche ein wichtiger Innovationspartner.

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(BILD: ETH)

Patienten der Paraplegie und anderer Nervenschädigungen zu pflegen und zu rehabilitieren verlangt neben klassischer Medizin und intensiver persönlicher Betreuung interdisziplinäres Wissen: Neue Therapieansätze und technische Hilfsmittel können, dank moderner Sensorik, sehr gezielt eingesetzt werden und die Genesung fördern. So etwa das «intelligente Bett», welches das von Empa- und ETH-Zürich-Forschern gegründete Jungunternehmen «compliant concept» entwickelt und zur Marktreife gebracht hat. Das Bett verhindert Druckgeschwüre (Dekubitus) bei langem Liegen. Andere Geräte wie der Laufbandtrainer «Lokomat», für dessen Entwicklung das Start-up Hocoma eng mit einem Robotiklabor der ETH Zürich zusammengearbeitet hatte, verbessern die Heilungsperspektiven wesentlich. Ein Team an der EPFL wiederum hat gezeigt, dass verletztes Rückenmark von Ratten elektrisch und chemisch stimuliert und dank Robotertraining wesentliche Funktionen zurückgewinnen kann. Diese Arbeiten wurden vor sechs Jahren an der ETH Zürich gestartet, in zwei Jahren soll das Therapiekonzept am Menschen geprüft werden.

Forschung rückt näher ans Patientenbett …

Klinische Medizin, Medizinaltechnik und Grundlagenforschung im Bereich «Life Sciences» greifen immer stärker ineinander. Daher hat die ETH Zürich die Forschungsgebiete Bewegungswissenschaften und Sport, Lebensmittelwissenschaften und Ernährung, Medizintechnik sowie Neurowissenschaften Anfang 2012 im neuen Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie zusammengeführt. Zusammen mit der Universität Zürich und dem Universitätsspital verfolgt die ETH Zürich die Initiative «Hochschulmedizin Zürich», die in Form des neuen Gebäudes des Departements Gesundheitswissenschaften und Technologie ab 2017 sichtbar wird – nahe beim Hauptgebäude der ETH Zürich gelegen und zwischen Universitätsspital und Universität Zürich.

Auch die EPFL kooperiert seit vielen Jahren eng und erfolgreich mit dem Lausanner Universitätsspital CHUV sowie mit der Universität Lausanne. Beide ETH bieten zudem gemeinsam mit der lokalen Universität ein medizinisch-naturwissenschaftliches Doktorat (MD/PhD) an. Relativ neu an ETH Zürich und EPFL sind Passerellen zum Medizinstudium auf früherer Stufe. Die zusätzlich erworbenen naturwissenschaftlichen Kenntnisse dienen vor allem künftigen Radiologinnen, Genetikern, Rehabilitations- und Regenerationsmedizinerinnen. Weiter laufen Sondierungen zur Entwicklung einer ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung, die fundierte Medizinkenntnisse einschliesst und auf eine Forschungstätigkeit an der Schnittstelle zur Medizin ausgerichtet ist. Ergänzt werden die lokalen Bestrebungen durch das schweizweite Projekt «SwissTransMed» der Schweizerischen Universitätskonferenz. Es wird die Forschung näher ans Patientenbett bringen und direktes Feedback aus der Medizin in die naturwissenschaftlich-technische Grundlagenforschung ermöglichen.

… und Patienten profitieren von Grundlagenforschung

Eng verzahnt mit der Medizin forscht auch das Paul Scherrer Institut (PSI), das seit über 25 Jahren bestimmte Augentumorerkrankungen erfolgreich mit Protonenstrahlen behandelt. Seit 1996 werden am PSI zudem gewisse Krebserkrankungen mit der vom PSI entwickelten sogenannten Spot-Scanning-Therapie behandelt: Vorwiegend Tumore im Kopf-, Hals-, Becken- und Wirbelsäulenbereich werden hochpräzis und Schicht um Schicht mit einem feinen Protonenstrahl (Spot) bestrahlt. Bis 2007 wurden die Protonen mit einem ursprünglich für die Grundlagenforschung gebauten Protonenbeschleuniger erzeugt (www.psi.ch/protonentherapie). Das PSI hat auch eine neue Methode zur Diagnose von Brustkrebs entwickelt. Als erfahrener Partner auf dem Gebiet der Gesundheitsversorgung gehört die Firma Philips dem Projekt an. – Gemeinsam mit dem Inselspital und der Universität Bern wiederum entwickelt das PSI eine neue Methode zur Lokalisierung von Tumoren in der Bauchspeicheldrüse. Und zur Bekämpfung von Kleintumoren im Körper forscht das PSI an der radioaktiven Markierung von Antikörpern, die gezielt Tumore finden und zerstören können.

An der Empa wurde untersucht, wie Knochenmarkszellen auf nanostrukturierten Metalloberflächen reagieren. Auf diesen Grundlagen entstand ein Verfahren, mit dem Implantatkörper und funktionale Oberfläche (die nach dem Einbau des Implantats von den menschlichen Zellen besiedelt wird) quasi «aus einem Guss» gefertigt werden können; das Implantat wird dadurch «biokompatibler». Und nebenbei sinkt das Risiko der Bildung von Hohlräumen, in denen sich infektiöse Keime verbergen und entwickeln könnten. Auch für weitere medizinische Anwendungen wie Pflaster und Wundverbände nutzt die Empa die Erkenntnisse ihrer Material- und Oberflächenforschungen (vgl. Empa News Nr. 37, Jul 2012).

Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen werten die zwei Hochschulen und vier Forschungsanstalten des ETH-Bereichs die strategische Bedeutung der Schnittstelle zur Medizin auf. Die eingegangenen Kooperationen und Initiativen geniessen die volle Unterstützung des ETH-Rats. Er versteht dies als Beitrag von Bildung und Forschung, damit die Gesellschaft nicht nur die Chancen der gestiegenen Lebenserwartung wahrnehmen, sondern auch ihre Herausforderungen meistern kann. <<

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