Hochschuleinrichtung: Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie "DAST - Digitales Abbild des Sterilgutkreislaufs mittels Transpondertechnik"

Kurzbezeichnung (Synonyme): DAST

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): "DAST - Digitales Abbild des Sterilgutkreislaufs mittels Transpondertechnik"

Das klinische Ziel ist mittels eines digitalen Abbilds des Sterilgut-kreislaufs eine optimierte und objektivierte Sterilgut-OP-Planung für elektive Operationen in Echtzeit zu ermöglichen, sodass die richtigen Instrumente zur richtigen Zeit in der richtigen Menge am richtigen Ort beim richtigen Patienten einsatzbereit sind. Seitens der klinischen Einrichtungen besteht ein hoher Bedarf hinsichtlich einer effizienten Sterilgutplanung für elektive Operationen. Elektive OPs, welche einen wesentlichen Handlungsrahmen zur Optimierung des Sterilgutkreislaufs bieten, stellen einen stetig steigenden Teil aller OPs dar. Eine zeitgerechte und qualitativ hochwertige Versorgung von Patientinnen und Patienten im OP kann nur gelingen, wenn das Sterilgut im OP korrekt und nicht vertauscht, fehlerhaft, defekt oder unvollständig vorliegt. Im Vorhaben DAST wird mittels einer innovativen Transponder-technik der Kreislauf jedes individuellen Sterilguts in Echtzeit digitalisiert. Da mittels der Technologie DAST zu jedem Sterilgut eine digitale Lebenszyklusakte anlegt und automatisch während des Sterilgutkreislaufs pflegt, kann jedes Sterilgut von den Klinikzuständigen überwacht und in Echtzeit zurückverfolgt werden. Für die Anwender wird mittels des digitalen Zwillings beispielsweise ersichtlich, wo sich das Sterilgut befindet, ob und wann bzw. wofür es genutzt wurde und ob es prozesskonform sterilisiert und gehandhabt wurde. Damit bietet DAST erstmalig die technischen Möglichkeiten die Anforderungen der "EU-Medizinprodukteverordnung EU 2017/745" (neue EU-Richtlinie, auch unter dem Begriff "Medical Device Regulation" (MDR) bekannt) automatisiert erfüllen zu können, ohne dass beispielsweise die Sterilgüter / Siebe an den "Lesepunkten" vereinzelt werden müssen, wie es etwa bei 2D-Erfassungstechniken wie dem QR-Code der Fall ist.

Die Arbeitsgruppe der Uniklinik Essen setzt sich aus Prof. Dr. Marcel Dudda (Projektleiter), Stephan Feulner (Stellvertreter), Detelf Fleer (OP-Manager) und Michael Kremser (Leitung ZSVA) zusammen.

Die Universitätsklinik Essen ist aktiver Inputgeber für fachliches Know-how in Bezug auf Anforderungen und Abläufe im Sterilgutkreislauf.  Die Projektergebnisse der einzelnen Arbeitsgruppen werden auf ergonomische Aspekte sowie Standartisierung und Optimierung bestehender Teilaspekte in der Aufbereitung im operativen Betrieb evaluiert und implementiert.  Zusätzliche Evaluierung der technische Funktionalität, Nutzerfreundlichkeit (im besonderen der Usability), Prozessfreundlichkeit.

Hochschuleinrichtung: Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie "DAST - Digitales Abbild des Sterilgutkreislaufs mittels Transpondertechnik"

Kurzbezeichnung (Synonyme): DAST

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): "DAST - Digitales Abbild des Sterilgutkreislaufs mittels Transpondertechnik"

Das klinische Ziel ist mittels eines digitalen Abbilds des Sterilgut-kreislaufs eine optimierte und objektivierte Sterilgut-OP-Planung für elektive Operationen in Echtzeit zu ermöglichen, sodass die richtigen Instrumente zur richtigen Zeit in der richtigen Menge am richtigen Ort beim richtigen Patienten einsatzbereit sind. Seitens der klinischen Einrichtungen besteht ein hoher Bedarf hinsichtlich einer effizienten Sterilgutplanung für elektive Operationen. Elektive OPs, welche einen wesentlichen Handlungsrahmen zur Optimierung des Sterilgutkreislaufs bieten, stellen einen stetig steigenden Teil aller OPs dar. Eine zeitgerechte und qualitativ hochwertige Versorgung von Patientinnen und Patienten im OP kann nur gelingen, wenn das Sterilgut im OP korrekt und nicht vertauscht, fehlerhaft, defekt oder unvollständig vorliegt. Im Vorhaben DAST wird mittels einer innovativen Transponder-technik der Kreislauf jedes individuellen Sterilguts in Echtzeit digitalisiert. Da mittels der Technologie DAST zu jedem Sterilgut eine digitale Lebenszyklusakte anlegt und automatisch während des Sterilgutkreislaufs pflegt, kann jedes Sterilgut von den Klinikzuständigen überwacht und in Echtzeit zurückverfolgt werden. Für die Anwender wird mittels des digitalen Zwillings beispielsweise ersichtlich, wo sich das Sterilgut befindet, ob und wann bzw. wofür es genutzt wurde und ob es prozesskonform sterilisiert und gehandhabt wurde. Damit bietet DAST erstmalig die technischen Möglichkeiten die Anforderungen der "EU-Medizinprodukteverordnung EU 2017/745" (neue EU-Richtlinie, auch unter dem Begriff "Medical Device Regulation" (MDR) bekannt) automatisiert erfüllen zu können, ohne dass beispielsweise die Sterilgüter / Siebe an den "Lesepunkten" vereinzelt werden müssen, wie es etwa bei 2D-Erfassungstechniken wie dem QR-Code der Fall ist.

Die Arbeitsgruppe der Uniklinik Essen setzt sich aus Prof. Dr. Marcel Dudda (Projektleiter), Stephan Feulner (Stellvertreter), Detelf Fleer (OP-Manager) und Michael Kremser (Leitung ZSVA) zusammen.

Die Universitätsklinik Essen ist aktiver Inputgeber für fachliches Know-how in Bezug auf Anforderungen und Abläufe im Sterilgutkreislauf.  Die Projektergebnisse der einzelnen Arbeitsgruppen werden auf ergonomische Aspekte sowie Standartisierung und Optimierung bestehender Teilaspekte in der Aufbereitung im operativen Betrieb evaluiert und implementiert.  Zusätzliche Evaluierung der technische Funktionalität, Nutzerfreundlichkeit (im besonderen der Usability), Prozessfreundlichkeit.

Hochschulreinrichtung: Universitätsklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie EFRE-Projekt „BoneFlo“- Entwicklung eines chirurgischen Saugansatzes mit integriertem Knochenersatzstoff

Kurzbezeichnung (Synonyme): BoneFlo

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): „BoneFlo“- Entwicklung eines chirurgischen Saugansatzes mit integriertem Knochenersatzstoff

Die Behandlung von Knochendefekten kritischer Größe nach einem Unfall, durch Tumorerkrankungen, Infektionen oder im Rahmen von gelockerten Kunstgelenken (Endoprothesen) stellt den behandelnden Orthopäden und Unfallchirurgen vor große Herausforderungen. Die betroffenen Patienten sind häufig gehunfähig und leiden an den Folgen einer längerfristigen Immobilität. Neben einem Muskelschwund, dem erhöhten Risiko für Thrombosen, Embolien, Lungenentzündungen oder Druckulzerationen kommt es bei den Betroffenen zu erheblichen Einschränkungen der sozialen Teilhabe und damit zum Verlust an Lebensqualität.

In wissenschaftlichen Vorarbeiten ist es unserem Team erstmals gelungen, das hohe osteogene Regenerationspotenzial eines autologen Zell-Gewebe-Komposits (kleine Knochenfragmente, Bestandteile des Knochenmarks, Fettgewebe, Blut u. a.) nachzuweisen. Dieses Material wird im Rahmen von Operationen am Knochen aufgefangen und kann dem Patienten wieder zugeführt werden.

Unsere Beobachtung hat zu einer technischen Innovation („Erfindung“) geführt, mit der wir zukünftig einen Beitrag zur Behandlung von Knochendefekten leisten möchten.

Das Projekt BoneFlo^® hat sich als eines von elf Gewinnern des Leitmarktes „START-UP-Hochschul-Ausgründungen“ (6. Runde) gegen andere Förderanträge durchgesetzt. Es wird vom Land Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union gefördert und hat eine Laufzeit von 2 Jahren, welche am 31.10.2020 endet. Dem Konsortium stehen in dieser Zeit Fördermittel aus dem Europäischen Entwicklungsfond (EFRE) mit einer Gesamtsumme von über 265.000 Euro (EFRE-0400176) zur Verfügung.

Ziel des Vorhabens - an dem das Universitätsklinikum Essen und die Universität Duisburg-Essen beteiligt sind - ist es, in Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Medizinprodukteindustrie und Wissenschaftlern einen chirurgischen Saugansatz mit einem integriertem Knochenersatzstoff zu entwerfen und zur Marktzulassung zu führen.

Die Arbeitsgruppe setzt sich aus Univ.-Prof. Dr. med. Marcus Jäger (Mentor), Dr. med. Marcel Haversath (Gründer) und Dr. med. André Busch (Sprecher des Gründerteams) zusammen. Durch das innovative Medizinprodukt soll es zukünftig möglich sein, kritische Knochendefekte mit autologem Material, welches intraoperativ auf einen Knochenersatzstoff gebracht wird, effizient zu behandeln. Das Verfahren könnte zukünftig bei den betroffenen Patienten auch zur Reduktion risikobehafteter Zweiteingriffe (Knochentransplantationen) beitragen und die stationäre Verweildauer verkürzen.

Hochschuleinrichtung: Institut für Neuropathologie Kallikrein-8 als früher Biomarker in der Diagnostik und als Therapie-Target in der Alzheimer-Krankheit

Kurzbezeichnung (Synonyme): KLK8 als Biomarker und Therapie-Target der Alzheimer-Krankheit

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): Kallikrein-8 als früher Biomarker in der Diagnostik und als Therapie-Target in der Alzheimer-Krankheit

Beschreibung des EFRE Forschungsvorhabens:

Das Ziel des Projektes ist es, die Protease Kallikrein-8 (KLK8) als Biomarker in der Diagnostik der Alzheimer-Krankheit zu evaluieren und einen spezifischen  KLK8-hemmenden Substanz zum Einsatz in der Therapie der Alzheimer-Krankheit herzustellen.

Für das Ziel 1 wird im multizentrisch akquirierten Blutserum und Liquor cerebrospinalis von a) dementen Alzheimer-kranken Patienten, b) leichtgradig kognitiv affektierten (minimal cognitive impairment/MCI) Patienten und c) neurologisch gesunden Probanden/Patienten der KLK8 Enzymgehalt analysiert und dessen diagnostische Genauigkeit und diskriminierende Leistung bestimmt und mit denen der etablierten Liquor-Biomarker verglichen. Das Ziel 2 stellt die Herstellung eines oder mehrerer spezifischer KLK8-Inhibitoren zur Bewertung von KLK8 als therapeutisches Target in der Behandlung der Alzheimer-Krankheit im Menschen dar. In einem transgenen Alzheimer-Mausmodell konnten wir bereits nachweisen, dass eine 4-wöchige, Anti-körper-vermittelte, zerebrale KLK8-Inhibition der Alzheimer-Pathologie multimodal entgegenwirkt (PMID:27327541). In Kooperation mit der Lead Discovery Center GmbH (LDC) in Dortmund sollen nun humanisierte anti-KLK8-Immunglobuline generiert werden. Nach erfolgreicher Spezifitäts- und Effektivitätsevaluierung dieses humanisierten Antikörpers kann die Lizensierung/Rechteverwertung durch Pharmakonzerne für die weitere Optimierung der IgGs und deren Entwicklung in klinischen Studien erfolgen.

Die Schutzrechte an der Erfindung (KLK8 als Biomarker und therapeutisches Target) werden seit 09/2015 seitens der Universität Duisburg-Essen durch die Patentrechtanmeldungen (EP 15003657 und 15003657.2; US Patent 15/761,725) gesichert.

Dieses Projekt wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

Hochschuleinrichtung: Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen Synergistische Effekte von Gold-Nanopartikeln und Protonenbestrahlung bei der Behandlung von Hirntumoren im Kindesalter

Kurzbezeichnung (Synonyme): SYNGOPRO 

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): SYNGOPRO: Synergistische Effekte von Gold-Nanopartikeln und Protonenbestrahlung bei der Behandlung von Hirntumoren im Kindesalter

Beschreibung des EFRE Forschungsvorhabens:

Die Protonentherapie ist ein innovatives Verfahren in der Strahlenmedizin zur Behandlung von Tumorerkrankungen. Sie zeichnet sich durch ihre einzigartige Präzision im Vergleich zu herkömmlichen Bestrahlungstechniken mit Photonen z.B. bei Gammastrahlung aus. Deshalb findet die Protonentherapie insbesondere dann Anwendung, wenn auf das Zielgebiet eine sehr hohe Dosis appliziert werden soll, oder das umgebende gesunde Gewebe besonders empfindlich gegenüber Bestrahlung ist. Beides gilt bei der Behandlung kindlicher Hirntumore wie z.B. dem Medulloblastom. Die effektive Behandlung dieses hochmalignen Tumors erfordert hohe Strahlendosen, was im sich entwickelnden normalen Gehirngewebe zu strahlenbedingten Langzeitschäden führen kann.

Untersuchungen in verschiedenen präklinischen Modellen haben gezeigt, dass der therapeutische Effekt der Protonentherapie durch die Anwesenheit von Gold-Nanopartikeln in unmittelbarer Nähe zum Tumor verstärkt werden kann. Im vorliegenden interdisziplinären und translationalen Projekt zielen wir darauf ab, synergistische Effekte von Gold-Nanopartikeln und Protonentherapie in präklinischen Modellen zu optimieren und bis zur klinischen Überprüfung weiterzuentwickeln. Dafür soll die Anwendbarkeit der Gold-Nanopartikel als Additiv („Sensitizer“) in einem kombinierten Protonen-Nanopartikel-Therapieeinsatz durch sterile Synthesemethoden ermöglicht werden. Das Konsortium verfügt über die notwendige Expertise hinsichtlich der Herstellung und Optimierung von Gold-Nanopartikeln (Prof. Barcikowski, UDE, CENIDE, ZMB), der Anwendung in präklinischen Tumormodellen (Prof. Schramm und Dr. Tippelt, UKE, ZMB), der Protonentherapie und seinen Anwendungen im WPE (Prof. Timmermann; Dr. H. Thomas) und der Einbindung der präklinisch gewonnen Erkenntnisse im Rahmen einer klinischen Studie (Dr. Tippelt, HIT-REZ Register).

Eine erfolgreiche Etablierung dieses kombinatorischen Therapieansatzes (Protonentherapie + Gold-Nanopartikel) kann zu einer erheblichen Steigerung der Effektivität bei der Protonentherapie beitragen. Dadurch ergeben sich verkürzte Bestrahlungszeiten.

Dieses Projekt wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

Hochschulreinrichtung: Universitätsklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie RehaBoard – Ein Computerassistenzsystem für die interdisziplinäre Behandlung bei Gangstörungen

Kurzbezeichnung (Synonyme): RehaBoard

Kurzbeschreibung (ggf. Langtitel): Maschinelles Lernen als innovatives Tool zur interdisziplinären Behandlungsempfehlung bei Patienten mit komplexen Bewegungsstörungen

Die frühe Rehabilitation von Schlaganfallpatienten ist entscheidend zur Wiedererlangung der sozialen Teilhabe. Vergleichbar mit einem Tumorboard, in dem verschiedene Fachdisziplinen individuell über die Therapie eines Patienten beraten, werden im RehaBoard™ interdisziplinäre Konzepte zur Behandlung von Patienten mit Bewegungsstörungen erarbeitet.

Ein Projekt auf diesem Gebiet, an dem auch das Universitätsklinikum Essen beteiligt ist, fördert nun das Land Nordrhein-Westfalen aus dem Europäischen Entwicklungsfond (EFRE) mit einer Gesamtsumme von über 1,3 Millionen Euro (EFRE-0800948).

Die Arbeitsgruppen des Konsortiums setzt sich aus folgenden Personen zusammen: Prof. Andrés Kecskeméthy (ITBB GmbH), Dr. Francisco Geu Flores, Dr. Dominik Raab (Lehrstuhl für Mechanik und Robotik, Universität Duisburg-Essen), Prof. Jäger (Universitätsklinikum Essen), Prof. Harald Hefter (Neurologie, Universitätsklinikum Düsseldorf), Prof. Mario Siebler, (Fachklinik Rhein Ruhr), Fr. Prof. Dörte Zietz (Hochschule f. Gesundheit, Bochum).

Die durch maschinelles Lernen erarbeiteten Algorithmen sollen es zukünftig möglich machen, dass auf Basis einer instrumentierten Bewegungsanalyse standortunabhängige valide Empfehlungen zur Therapie bei Patienten mit Schlaganfall zur Verfügung gestellt werden können.

Ansprechpartner: Univ.-Prof. Dr. Marcus Jäger und Alina Rühlemann,M.Sc.

Hochschuleinrichtung: Lehrstuhl für Orthopädie und Unfallchirurgie der Universität Duisburg-Essen RehaToGo – Ein mobiles Messsystem zur Rückkopplung von Alltagsbewegungen für optimierte stationäre Therapieentscheidungen bei gangmotorischen Störungen.

Kurzbezeichnung: RehaToGo

Die qualitative und quantitative Beurteilung der menschlichen Motorik ist in der Medizin unerlässlich, um u.a. Pathologien zu erkennen, mögliche Therapien präzise zu planen, Hilfsmittel geeignet auszuwählen sowie den Gesundungsprozess effizient zu begleiten. Während in führenden Behandlungszentren die Ganganalyse als objektives Messinstrument zur Evaluation und klinischen Bewertung der Fortbewegung bereits erfolgreich eingesetzt wird, ist diese Technologie für die meisten stationären Einrichtungen und Praxen unerschwinglich und deren Einsatz bislang räumlich an ein entsprechend ausgestattetes Ganglabor gebunden. Verlässt der Patient eine Behandlungseinrichtung, wird er für den Behandler „unsichtbar“. Mit dem Projekt RehaToGo soll erstmalig ermöglicht werden, dass Patienten komplexe motorische Messmöglichkeiten ins häusliche Umfeld mitnehmen und sowohl im unmittelbaren Feedback als auch in telemedizinischer Rückkopplung mit den Behandlern ambulant Übungsbehandlungen durchführen.

In dem Projekt sollen völlig neue Technologie der Bewegungsmessung der Extremitäten mittels RFID -Funketiketten (sogenannte „Tags“) entwickelt und in die Alltagskleidungen integriert werden. Mittels miniaturisierter Lesegeräte können die Informationen aufgezeichnet und verarbeitet werden. In diesem Teilprojekt sollen aus den mobilen Messdaten geeignete gesundheitsrelevante Diagnosen und Maßnahmenempfehlungen in der Behandlung muskuloskelettaler Erkrankungen entwickelt werden. Im Fokus steht hierbei die orthopädische Datenerhebung für arthrotische Veränderungen und künstlichen Gelenkersatz.

Ansprechpartner: Univ.- Prof. Dr. med. Marcus Jäger

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