„Neues Wissen über die molekularen Prozesse des Lebens erweitert das Verständnis von Gesundheit und Krankheit. Die individualisierte Medizin will dieses Wissen für alle nutzbar machen: für maßgeschneiderte Prävention, Diagnose und Therapie.“, so beschreibt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Ansatz zur individualisierten Medizin, häufig auch als personalisierte oder persönliche Medizin bezeichnet.

Innovative Lösungen der Mikro- und Nanotechnologien haben das Potenzial sowohl Diagnostik als auch Therapiemaßnahmen so zu unterstützen, dass sie sich am individuellen Krankheitsverlauf und den persönlichen Bedürfnissen und Besonderheiten des einzelnen Patienten orientieren. Im Fokus dieser zukunftsweisenden Thematik der personalisierten Medizin stand das diesjährige Compamed Frühjahrsforum, das gemeinsam von der Messe Düsseldorf und vom IVAM Fachverband für Mikrotechnik am 24. Mai in Frankfurt/Main veranstaltet wurde. Der intensive Expertenaustausch zu Programminhalten der Compamed, der international führenden Fachmesse für Zulieferer der Medizintechnik-Industrie, feierte sein zehnjähriges Jubiläum.
„Das Frühjahrsforum gibt stets einen ersten Ausblick auf die Trends, die später im November bei der Compamed in Fachmesse und den begleitenden Foren dann besonders im Blickpunkt des fachlichen und geschäftlichen Austausches stehen. Dabei geht es vorrangig um generelle Entwicklungen, mit denen sich Medizintechnik-Anbieter konfrontiert sehen und ihre Relevanz für die Zulieferer als die wichtigen Kooperationspartner für die Produktentwicklung“, beschreibt Horst Giesen, Global Portfolio Director Healthcare der Messe Düsseldorf, das konzeptionell aufeinander abgestimmte Zusammenspiel. 

Eine Chance auch für Zulieferer – Medizintechnik im Wandel
Medizintechnik wird immer kleiner, günstiger und vernetzter. Anbieter benötigen von den Zulieferern entsprechend immer feinere, leichtere und doch zugleich leistungsfähigere Komponenten, Bauteile, Chips oder etwa auch passende Energie- sowie Datenspeicher. „Medizintechnik kommt zum Menschen, der Mensch muss nicht mehr zur Medizintechnik“ – so könnte das Credo der personalisierten Medizin beschrieben werden. „Auf der anderen Seite leiden immer mehr Menschen unter chronischen Krankheiten“, erklärt einer der Redner des Compamed Frühjahrsforums Dr. Florian Frensch, Head of Strategy & New Business Developement bei Philips für  die DACH-Region. Allein in Deutschland sind 18 Mio. übergewichtig, 20 bis 30 Mio. weisen einen zu hohen Blutdruck auf, geschätzt acht Millionen werden 2030 an Diabetes leiden. Sozusagen im Gegenzug verändern Personalisierung und Digitalisierung das Leben – auch und gerade im Gesundheitsbereich: Schon 54 % der Deutschen legen großen Wert auf individuelle Behandlungsmethoden, jeder 5. Deutsche hat bereits eine Gesundheits- oder Medizin-App auf seinem Smartphone – zwischen 2013 bis 2017 soll sich der Markt für Health-Apps glatt verzehnfachen.
Für die Medizintechnik-Hersteller wie etwa Philips sind die Megatrends Kommoditisierung, Miniaturisierung und vernetzte Endgeräte von besonderem Interesse. Beispiel Ultraschall: Kostete ein Gerät 1995 noch ca.15.000 $ und war größer als ein Schreibtischschrank, steht der Listenpreis für das neueste Modell „Lumify“ 2016 bei 200 $ (ca. 177 €) pro Monat. Dafür erhält der Kunde eine mobile, App-basierte Ultraschall-Lösung, die sichere Cloud-Technologie und hohe Bildqualität einer großen Gruppe von Gesundheitsdienstleistern verfügbar macht. Dabei wird der Ultraschallkopf an einen handelsüblichen Tablet-PC oder ein Smartphone angeschlossen. Ähnlich verhält es sich bei der Miniaturisierung: Bei Blutuntersuchungen heute ersetzt ein handliches Point-of-Care-Gerät, das sich mühelos mit zum Patienten nehmen lässt, ein ganzes Krankenhauslabor. Die Digitalisierung stellt eine Verbindung zwischen allem her: „HealthSuite“ ist eine leistungsfähige cloudbasierte Plattform von Philips, die eine vernetzte, kontinuierliche Gesundheitsversorgung möglich macht. Mit ihr lassen sich medizinische und andere gesundheitsrelevante Daten aus unterschiedlichen Quellen erfassen, zusammenführen und analysieren. Dabei berücksichtigt die Lösung die Komplexität heutiger Gesundheits-IT und ist in der Lage, klassische Gesundheitsdaten z. B. aus elektronischen Patientenakten, Diagnose- und Bildgebungssystemen sowie dem klinischen Monitoring mit persönlichen Daten aus Smartphones, Smartwatches oder Fitness-Trackern zu kombinieren. Aus der punktuellen Erhebung von Diagnose-und Behandlungsdaten im Rahmen einer vorwiegend episodischen Gesundheitsversorgung wird so ein kontinuierliches Gesundheitsmonitoring, welches auch proaktive und präventive Maßnahmen ermöglicht.

Schnellanalysen von Infektionskrankheiten in nur 30 Minuten
Das AIT Austrian Institute of Technology (AIT) in Wien entwickelt Technologien für die patientennahe Labordiagnostik, dazu zählen hochempfindliche Biosensoren für molekulare Diagnostik in Körperflüssigkeiten wie Serum, Urin oder Speichel. Im Projekt Diagoras, das von der EU mit 5,5 Mio. € gefördert wird, arbeiten die Wiener mit acht europäischen Partnern daran, ein mobiles Gerät zu entwickeln, das Ärzten und Dentisten innerhalb von nur 30 min. Schnellanalysen bei Infektionskrankheiten ermöglicht. Patientenproben werden in ein System, das ähnlich aussieht wie eine CD, eingegeben. Die notwendigen Reagenzien für die Detektion sind bereits enthalten. Die Ergebnisse werden mit optischen Verfahren (Fluoreszenz und Lumineszenz) ausgelesen, der Reader hat die Größe eines Kasettenrecorders. „Wir haben insbesondere die Entwicklung der Nukleinsäure-basierten Assays übernommen. Die DNA- und RNA-Stränge sind spezifisch auf verschiedene Bakterien und Viren“, erklärt anlässlich des Compamed Frühjahrsforums Dr. Giorgio C. Mutinati, Projektleiter am AIT. Diagoras hat insbesondere zwei Ziele: Die Entwicklung von Point-of-Care-Diagnostik auf Basis einer mikrobiologischen Plattform, die vor allem zur Diagnose von Mund- und Atemwegsinfektionen eingesetzt werden sollen. 

Effiziente Verfahren auch für anspruchsvollere Diagnostik
Trotz verbesserter Behandlungsmethoden sind Krebserkrankungen in Deutschland immer noch eine der häufigsten Todesursachen. Die Detektion von Tumorzellen, die im Körper verstreut sind, rücken derzeit ins Zentrum des prognostischen wie auch des diagnostischen Interesses. Denn losgelöste Krebszellen haben offenbar eine enorme Bedeutung für die Krebsfrüherkennung. „Die wichtigste Quelle für die In-vitro-Diagnostik wird auch in Zukunft Blut sein“, betont Dr. Lukas Richter von Siemens Healthcare. Hauptproblem bei der Umsetzung dieser Erkenntnis in der klinischen Praxis besteht darin, dass nur apparate- und kostenintensive Nachweisverfahren zur Verfügung stehen. Es existiert kein routinemäßig einsetzbares System, um einzelne Tumorzellen dynamisch in einem kontinuierlichen Messverfahren mit hoher Qualität und geringer Probenvorbereitung zu detektieren. Abhilfe soll hier das Projekt „MRCyte“ schaffen, das vom BMBF unterstützt wird und an dem auch Siemens beteiligt ist. Ziel ist es, die Konzentration von seltenen Zellen aus dem Patientenblut durch magnetische Detektion mit einem Festplattenlesekopf zu bestimmen. Diese Plattformtechnologie auf Basis von magnetisch markierten Zellen und entsprechenden Sensoren wird als magnetische Durchflusszytometrie („MRCyte“) bezeichnet. Im Gegensatz zur bisher eingesetzten optischen Durchflusszytometrie ist das Verfahren wesentlich schneller und weniger aufwändig vor allem in der Prädiagnostik. „Für viele klinische Entscheidungen wären die Funktionen einer lebenden Zelle der ideale Biomarker. Wir wollen in Zukunft nicht-stabile Biomarker messen und die Prädiagnostik auf ein Minimum beschränken“, so Richter. „MRCyte“ könnte den Weg in diese Richtung ebnen.
Immer kleinere und bessere Point-of-Care-Geräte, die schnelle Bilddaten liefern wie effiziente Diagnosen bei Infektionen und Krebs – all das sind Aspekte der personalisierten Medizintechnik. Sie erfordern seitens der Zulieferer für die Medizintechnik entsprechend innovative Lösungen der Mikro- und Nanotechnologien, wie sie im Rahmen der Compamed 2016 in Düsseldorf vorgestellt und thematisiert werden (14.–17. Nov.).

Winzige Implantatgehäuse aus Saphir
Ein wichtiges Thema auch im Hinblick auf die individualisierte Medizin sind Implantate, für die das Centre Suisse d’Electronique et de Micro­technique (CSEM) neue nichtmetallische, miniaturisierte Gehäuse entwickelt hat. Diese besonderen „Verpackungen“ eröffnen der Implantatetechnik neue Möglichkeiten, weil sie in Bereichen des Körpers eingesetzt werden können, die bisher unzugänglich waren. „Die Herausforderung beginnt bereits mit den rauen Umgebungsbedingungen, denen die Implantate ausgesetzt sind. Dazu gehört der stark korrosive Charakter, der durch Oxidationskraft, pH-Wert, Temperatur sowie Ionenzusammensetzung und Proteinkonzentration im Körper gegeben ist“, beschrieb es beim Compamed Frühjahrsforum Rony Jose James vom CSEM. Zudem müssen die Implantate bioverträglich und biofunktionell sein, d. h. sie dürfen z. B. nicht toxisch sein und sollen eine möglichst lange Lebenszeit aufweisen. Verschiedene Materialien, die aus der Mikro­elektronik bekannt sind, wurden ins Kalkül gezogen, doch die Lösung besteht aus einem Saphir-Gehäuse, das winzige Abmessungen von 0.6 x 0.6 x 1.0 mm besitzt, aber Platz genug für Miniatursensoren bietet. „Es gibt eine breite Anwendungspalette, die von implantierbaren Mikrofonen im Mittelohr über das Aufspüren von Aneurysmen oder den Einsatz von Neurostimulations-Implantaten bis hin zum Überwachen von vitalen Lebensfunktionen im Herzen reicht“, so James. 
Besonders klein geht es auch bei Micromo­tion zu, das Unternehmen bietet neue Lösungen mit Hilfe der Mikroantriebstechnik, die immer häufiger auch in der Medizin benötigt wird. „Die Personalisierung erfordert mehr Intelligenz in den Geräten. Das bedeutet einerseits die Zunahme der Automatisierung der Geräte, andererseits eine wachsende Zunahme an die Komplexität der Funktionalitäten und damit an die Regelungstechnik, Sensorik und Aktorik“, berichtete beim Frühjahrsforum Dr. Reinhard Degen, Geschäftsführer vom Micromotion. So hat das Unternehmen robuste elektro-mechanische Aktuatoren mit überdurchschnittlicher Lebensdauer und Zuverlässigkeit entwickelt, die neben den geringen Abmessungen weitere Eigenschaften mitbringen. Dazu zählen biokompatible Materialien, hohe Genauigkeit, Spielfreiheit, hohe Übersetzung, geringe Anzahl von Bauteilen sowie Wartungsfreiheit.

Biologisches Gewebe aus dem 3D-Drucker
In vielen industriellen Prozessen, insbesondere im Leichtbau und in der Luftfahrt werden 3D-Drucker heute bereits serienmäßig verwendet. Auch in der Medizin sieht man großes Potenzial in diesem Verfahren. Vom Zahnersatz über das neue Kniegelenk bis zum vollständigen Organ scheinen die Möglichkeiten grenzenlos. Auch wenn Herz, Leber oder Niere aus dem Drucker noch lange ein Wunschtraum bleiben, hat der 3D-Druck in der Medizin längst begonnen. „Er eröffnet die Möglichkeit, digitale Daten direkt in Objekte umzusetzen. In der Medizin ist eine individualisierte Formgebung einerseits stark erwünscht, andererseits stehen durch hochentwickelte bildgebende Verfahren bereits 3D-Daten zur Verfügung“, beschreibt Dr. Kirsten Borchers vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB die gute Ausgangslage. Das IGB hat inzwischen so genannte Biotinten für das Bioprinting entwickelt, die auf Basis von Gelatine hergestellt und für den Aufbau chemisch vernetzter Hydrogele verwendet werden. Gelatine ist ein Abbauprodukt des Collagens und der natürlichen extrazellulären Matrix sehr ähnlich. Durch unterschiedlich starke Vernetzung können die Forscher am IGB die Festigkeit der Matrix an die verschiedenen biologischen Gewebe wie Fett oder Knorpel anpassen. „Wir modifizieren Biomoleküle aus der extrazellulären Matrix von Gewebe so, dass wir ihr Gelierverhalten, Viskosität und Vernetzbarkeit kontrollieren können und sie so für Bioprintingverfahren verfügbar machen können “, beschreibt Borchers die Komplexität.

Compamed 2016
Das 10. Compamed Frühjahrsforum hat wieder einen ersten Einblick auf Trends und Entwicklungen gegeben, die die Medizintechnik und damit auch die Zulieferer der Medizintechnik-Industrie derzeit umtreibt – ein ideales „Warm-Up“ für die Compamed 2016. Erwartet werden vom 14.–17. November zu dieser führenden Plattform für die Zulieferer der Medizintechnik erneut fast 800 Aussteller aus gut 40 Nationen. Sie werden die Hallen 8a und 8b des Düssel­dorfer Messegeländes wieder komplett füllen. Mit 18.800 Besuchern verbuchte die Compamed im Vorjahr ihren bislang besten Zuspruch. Insgesamt kamen zur Medica und Compamed 2015 130.000 Fachbesucher aus rund 120 Nationen.