TUMcampus 2/2013 - Technische Universität München

Forschen
© Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik
Die intelligente Zahnschiene diente als Erprobungsträger für die Technologieplattform
für intelligente Implantate.
Intelligente Implantate
Die Implantate haben die Aufgabe, aus dem Körper
wichtige Informationen für eine gezielte Therapie zu liefern
oder gestörte Körperfunktionen zu ersetzen. Hinsichtlich
der steigenden Lebenserwartung misst die moderne
Medizin diesem multiparametrischen Ansatz eine
immer größere Bedeutung zu. Man arbeitet dabei einerseits
mit einem in den Körper implantierbaren System
und auf der anderen Seite mit einem Steuergerät. Dieses
kann Messdaten drahtlos empfangen, aber auch Informationen
zur Steuerung von außen an das Implantat
senden.
Auf dem Weg zu dieser Technologieplattform für diagnostische
und therapeutische Implantate entstand die
Zahnschiene Sensobite TM . Sie diente als Erprobungsträger
für weitere sensorische und aktorische Anwendungen.
Bei der intelligenten Zahnschiene ist ein miniaturisierter
piezoelektrischer Sensor in eine herkömmliche
Zahnschiene integriert, der die Kieferaktivitäten des Patienten
misst. Über die ergänzende Analysesoftware
kann der (Zahn-)Arzt individuelle Ursachen von Bruxismus
identifizieren und so eine geeignete Behandlung
empfehlen, etwa eine Physiotherapie.
TUM-Wissenschaftler entwickeln
eine Plattform für Implantate, die
Informationen über Vorgänge im
Körper liefern und so helfen, die
richtige Therapie zu finden – zum
Beispiel gegen nächtliches Zähneknirschen.
Viele Menschen knirschen nachts unwillkürlich mit den
Zähnen. Dieses Bruxismus genannte Phänomen entsteht
durch Aufeinanderpressen der Kieferpartien und
kann neben Schäden für das Gebiss auch andere unangenehme
Begleiterscheinungen wie Migräne oder
Rückenschmerzen hervorrufen. Der Bruxismus ist ein
sehr verbreitetes, oft stressbedingtes Gesundheitsproblem
– Menschen aller Altersstufen sind davon betroffen,
wissen jedoch oft nichts davon. Ihnen kann eine am
Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik der
TUM entwickelte Implantat-Plattform helfen – die überdies
viele weitere gesundheitliche Probleme erkennen
und behandeln hilft.
Das System lässt sich aber nicht nur zur Diagnose nutzen,
sondern ermöglicht auch ein sofortiges taktiles –
mittels Vibration – oder akustisches Biofeedback über
den Empfänger. Langfristig führt der Reiz zu einer Konditionierung
– der Patient knirscht weniger mit den Zähnen,
der Bruxismus vermindert sich.
Ein weiteres, darauf aufbauendes Implantatsystem wurde
im Rahmen des BMBF-Projekts »IntelliTUM« für die
Tumordiagnose und -therapie entwickelt: Es misst und
überträgt die Sättigung von Geweben mit Gelöstsauerstoff.
Dieser Parameter ist eine Führungsgröße bei invasiven
Prozessen in malignen Tumoren. Das Implantat
wird direkt in den Körper am Tumor oder an Metastasen
implantiert und steht über eine bidirektionale Funkverbindung
im ständigen Kontakt mit einer Empfangseinheit,
die die Daten an eine Leitstelle übermittelt. Es kann
sowohl den Sauerstoffpartialdruck im Gewebe messen
als auch Sauerstoff erzeugen.
So lässt sich der Therapieerfolg kontinuierlich kontrollieren,
ohne dass der Patient eine Arztpraxis aufsuchen
muss. Eine integrierte Aktorik erlaubt es dem Arzt, bei
möglichen Wachstumsschüben der Zellen jederzeit und
frühzeitig einzugreifen.
Karolin Herzog
10
TUMcampus 2/13