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SFB 1270:  ELektrisch Aktive ImplaNtatE – ELAINE

Fachliche Zuordnung Informatik, System- und Elektrotechnik
Biologie
Chemie
Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Medizin
Physik
Förderung Förderung seit 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299150580
 
Die europäische Bevölkerung altert schnell. Bis zum Jahr 2060 wird z.B. jede dritte Person in Deutschland älter als 65 Jahre sein. Aus diesem Grund besteht eine hohe soziale und sozioökonomische Relevanz für regenerative Therapien. Dies gilt insbesondere für Implantate: Je älter die Bevölkerung wird, desto mehr Implantate für verschiedene Indikationsbereiche sind erforderlich und desto häufiger müssen sie im Verlauf der Therapie ausgetauscht werden. Die Forschungsvision des Sonderforschungsbereiches zielt auf neuartige, elektrisch aktive Implantate. Im Speziellen werden Implantate, die für die Regeneration von geschädigtem Knochen- und Knorpelgewebe eingesetzt werden sowie Implantate für die Tiefe Hirnstimulation zur Behandlung von Bewegungsstörungen, hervorgerufen durch Morbus Parkinson und Dystonie, erforscht. Drei zentrale Forschungsziele adressiert der SFB 1270 ELAINE. Das erste Ziel ist die Schaffung innovativer energieautonomer Implantate, die eine rückgekoppelte elektrische Stimulation ermöglichen. So wird der Grundstein für neue medizinische Langzeitanwendungen und patientenspezifische Therapien gelegt, indem für die in ELAINE adressierten elektrisch aktiven Implantate eine miniaturisierte elektronische Implantatplattform mit extrem niedrigem Stromverbrauch konzipiert wird. Für die Anwendung in situ zielt die technische Lösung dabei auf einen energieeffizienten implantierbaren elektrischen Stimulator, der über mehrere Wochen autonom mit kontinuierlichen oder intermittierenden Modi funktioniert und zudem von extern programmierbar ist. Das zweite Ziel ist die Generierung effizienter multiskaliger Simulationsmodelle, um rasche und gezielte Fortschritte zur Implantatoptimierung und bei den patientenspezifischen Therapien zu ermöglichen. So werden neue Methoden zur Simulation neuartiger Biomaterial-Konstrukte, für biophysikalische Stimuli der Zellen und Gewebe sowie zur Verifizierung generierter Daten das grundlegende Verständnis weit über den Stand der Forschung hinaus vorantreiben. Das dritte Ziel ist es, die grundlegenden Mechanismen der elektrischen Stimulation in Knochen, Gelenkknorpel und Gehirn zu analysieren und dieses Wissen in die klinische Anwendung zu übertragen. Dazu arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Materialwissenschaften, Physik, Biologie und Medizin eng zusammen. Das interdisziplinäre Konsortium in ELAINE ermöglicht eine wissenschaftlich fundierte Validierung neu abgeleiteter theoretischer Modelle, Simulationsmethoden und technischer Lösungen durch Experimente sowohl in den Ingenieur- als auch in den Lebenswissenschaften. Das anspruchsvolle Forschungsprogramm soll neue Ansätze für biomedizinische Implantate ermöglichen, um den großen gesundheitlichen Herausforderungen einer alternden Bevölkerung begegnen zu können.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug Italien

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität Rostock
Sprecherinnen / Sprecher Professorin Dr. Ursula van Rienen, bis 12/2025; Professor Dr.-Ing. Sascha Spors, seit 1/2026
 
 

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