Preiswürdig: Wie Bandscheiben mit Textilien repariert werden

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Eurostars-Projekt Ar-Tex erhält heute in Madrid den EUREKA-Innovationspreis. In dem Vorhaben wurde ein Textil-Implantat für Bandscheibenvorfälle entwickelt.

Foto des verwendeten Schlauchgewebes
Rund 20 Design-Varianten mussten entwickelt und geprüft werden, bis ein geeignetes Gewebe gefunden wurde. © Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

Rund 120.000 Menschen erleiden jedes Jahr in Deutschland einen Bandscheibenvorfall. Bei einem Bandscheibenvorfall reißt in Folge einer Fehl- oder Überbelastung der Wirbelsäule der äußere Ring der Bandscheibe. Teile des Bandscheibenkerns können austreten und auf die Nerven im Rückenmark drücken, was sehr schmerzhaft ist. Außerdem kann die Bandscheibe nicht mehr als Dämpfungselement wirken. Wenn konservative Behandlungsmethoden wie Bewegung, Entlastung, schmerzstillende Medikamente sowie manuelle und physikalische Therapien nicht mehr helfen, wird meistens operiert: dabei werden entweder Teile der Bandscheibe entfernt, der betroffene Teil der Wirbelsäule wird versteift oder es wird eine künstliche Bandscheibe eingesetzt.

Ein Schirm zur Abdichtung der Bandscheibe

Schematische Darstellung des Bandscheibenverschlusses mit dem entwickelten Textilschirm.
Mit dem entwickelten Textilschirm wird der Riss im äußeren Bandscheibenring (Anulus) verschlossen. © Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

Mit der Idee, den Riss in der Bandscheibe von innen zu verschließen, wandte sich die spanische Firma NEOS im Jahr 2010 an die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF). Für die Prototypentwicklung erhielt das deutsch-spanische Konsortium finanzielle Unterstützung über das europäische Förderprogramm Eurostars. Es sollte ein Schirm entwickelt werden, der sich im Kern der Bandscheibe aufspannt. Eine äußerst komplexe Aufgabe, denn der Schirm von etwa zehn Quadratzentimetern Größe wird bei der Operation geschlossen in den Wirbelkörper eingeführt, dort befestigt und erst im Körper geöffnet. Die DITF waren aufgrund ihres Know-hows in der Textiltechnik dafür zuständig, die passenden Garne und eine geeignete Webtechnik zu finden. Rund 20 Design-Varianten wurden entwickelt und geprüft, bis sich eine als geeignet erwies.

In neun Jahren von der Vision zum Produkt

Inzwischen konnte die Funktionsfähigkeit des Verschlusses in längeren Versuchsreihen bewiesen werden. Ein erster Einsatz beim Patienten ist noch in diesem Jahr geplant; 2019 soll das Implantat auf den Markt kommen. Mit nur neun Jahren Entwicklungszeit ist das Produkt damit für den Bereich der Medizintechnik äußerst schnell verfügbar. Der textile Teil des Verschlusses soll dann von der ITV Denkendorf Produktservice GmbH, einem Tochterunternehmen der DITF produziert werden. Maßnahmen, um den Prototypen zur Marktreife zu bringen, werden nach Auslaufen der spanischen und deutschen Förderung im Rahmen von Eurostars durch das KMU-Instrument innerhalb des europäischen Rahmenprogramms für Forschung und Innovation, Horizont 2020, gefördert.

Für KMU bietet die Eurostars-Förderung Unterstützung bei der notwendigen Zusammenarbeit mit Spezialisten in fremden Technologien, die es oft im eigenen Land nicht gibt. So konnte NEOS auf die 40-jährige Erfahrung der DITF bei der Entwicklung textiler Implantate zurückgreifen und dort auch implantierbare Prototypen fertigen lassen. Wenn die klinische Studie erfolgreich ist, wird der textile Teil des Implantates auch in unserem Tochterunternehmen produziert werden.

Prof. Dr. Michael Doser, Leiter Biomedizintechnik und stellv. Vorstand DITF

Ein visionäres Konzept, die richtigen Partner und die passende Förderung zur richtigen Zeit – so könnte bald ein Verfahren zur Verfügung stehen, das nicht nur das Gesundheitssystem entlastet, sondern auch zahlreichen Menschen helfen kann, die an Bandscheibenvorfällen leiden. Dies hat auch die Jury für den EUREKA-Innovationspreis beeindruckt, die das Projekt als Sieger in der Kategorie ‚Innovators of tomorrow‘ ausgewählt hat. Auf der EUREKA Innovationswoche vom 15.-19. Mai 2017 in Barcelona wurde das Projekt zudem zum besten Projekt aller Preiskategorien gewählt. Die offizielle Verleihung findet am 30. Juni 2017 auf der EUREKA Ministerkonferenz in Madrid statt.

DITF – Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

Die DITF sind das größte Textilforschungszentrum in Europa mit mehr als 300 wissenschaftlichen und technischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Als einzige Textilforschungseinrichtung weltweit decken die DITF auf einer Fläche von über 25.000 m² die gesamte Produktions- und Wertschöpfungskette von Textilien ab. Seit 1921 besetzen die DITF alle wichtigen textilen Themenfelder, aktuell sind das Bauwesen, Gesundheit und Pflege, Automobil- und Flugzeugbau, Energietechnik und Umweltschutz, Produktion und Verfahren, Bekleidung und Heimtextilien.

Eurostars – Förderung europäischer KMU und Forschungseinrichtungen

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) in diesem Forschungsprojekt mit rund 240.000 Euro unterstützt. Die Partner in Spanien werden von der nationalen Organisation vor Ort gefördert. Genau das ist das Prinzip von Eurostars, einem gemeinsamen Programm von EUREKA und der Europäischen Kommission: Die Projektteilnehmer erhalten eine nationale Förderung, die nationalen Förderagenturen eine entsprechende Aufstockung ihrer Fördermittel durch die Europäische Kommission.

Ziel von Eurostars ist es, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) für eine europäische Zusammenarbeit in Forschungs- und Entwicklungsprojekten zu motivieren und damit deren internationale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Die besondere Attraktivität von Eurostars liegt nicht nur in der nationalen Förderung. Die Unternehmen schätzen auch die Flexibilität bei der Zusammensetzung des Konsortiums, die Technologieoffenheit sowie die Marktnähe. Damit bietet Eurostars kleinen und mittleren Unternehmen eine Fördermöglichkeit, die von keinem anderen Forschungsförderprogramm abgedeckt wird.

In der ersten Phase des Programms hat das BMBF deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen mit rund 68 Millionen Euro gefördert. Für Eurostars 2 (2014-2020) hat das BMBF aufgrund des großen Erfolgs sein Budget auf rund 100 Millionen Euro erhöht. Ansprechpartner für deutsche Interessenten ist das nationale EUREKA-Büro im DLR Projektträger.