Mit 3-D-Drucker und künstlicher Intelligenz zu präziserer Implantation von Schulterprothesen
Am Anfang jeder Innovation steht das Problem. Dieses zu lösen, verlangt viel Kreativität, Ressourcen und Durchhaltewillen – gerade in der Medizin. Die Lindenhofgruppe fördert mit ihrer Innovationskultur die Entwicklung neuer Methoden und besserer Produkte. Zum Beispiel in der Orthopädie Sonnenhof.
Medizinische Innovation ist kein Selbstzweck, sondern muss die Gesundheitsversorgung der Patientinnen und Patienten verbessern. Doch: Wie entsteht medizinische Innovation, die den Patientinnen und Patienten einen echten Mehrwert bringt? Wie viel (Kopf-)Arbeit steckt in der Entwicklung eines modularen Prothesensystems, welches mögliche spätere Wechseloperationen deutlich vereinfacht? Welche Schritte sind notwendig, bis eine Schulterprothese dank Computersimulation und patientenspezifischen Instrumenten präziser implantiert werden kann?
Am Anfang eines jeden Innovationsprozesses steht ein klinisches Problem. Ist das Problem erkannt, braucht es eine Vision. Wie könnte eine Lösung aussehen? In dieser Phase müssen Innovatorinnen und Innovatoren über das Gewohnte hinausdenken. Kurz: visionär sein. Nur so entstehen kreative Ideen. Wer sich in dieser Phase mit den Unwägbarkeiten, den möglichen Risiken und Widerständen aufhält, hat bereits verloren. Steht die Vision – also der Lösungsansatz –, geht es an die Realisierung. Das «Wie» ist der vielleicht aufwendigste Teilprozess einer Innovation und erfordert insbesondere zwei Dinge: Durchhaltevermögen und ausreichend Ressourcen – zeitliche wie finanzielle.
Modulare Prothese und patientenspezifische Instrumente
Innovationsbereitschaft gehört zur Tradition der Lindenhofgruppe: gerade in der Orthopädie und Traumatologie. Der Erfinder- und Schaffensgeist eines Maurice E. Müller beflügelt bis heute seine Nachfolgerinnen und Nachfolger. Sie treiben Forschung und Entwicklung voran und haben beispielsweise die Orthopädie am Sonnenhofspital in kurzer Zeit zu einer der grössten und bekanntesten Weiterbildungskliniken der Schweiz entwickelt. Einer Klinik mit internationalem Renommee und höchstem Schweizer Aus- und Weiterbildungsstatus (A-Status); einer Klinik, an der immer wieder Innovationen entstehen. Zwei aktuelle Beispiele: die modular aufgebaute Schulterprothese und die Methode ihrer präziseren Implantation mit Computerplanung, -simulation und patientenspezifischen Zielinstrumenten.
Auch künstliche Gelenke zeigen auf Dauer Abnützungserscheinungen. Treten nach Jahren Abnützungen auf, muss die Prothese in der Regel ersetzt werden. Hier verfolgt ein Team um die Professoren Matthias Zumstein (Orthopädie Sonnenhof) und Ralph Hertel (Orthopädie Lindenhof) – gemeinsam mit namhaften externen nationalen wie internationalen Spezialistinnen und Spezialisten – einen innovativen Ansatz: die modular aufgebaute Prothese. Künftig soll nicht mehr die ganze Prothese ersetzt werden, sondern nur noch die betroffenen Teile. Die Vorteile: kürzere Operationszeiten, schnellere Genesung, tiefere Gesundheitskosten.
Vielversprechend ist auch eine Methode zur Planung und präziseren Implantation von Schulterprothesen, an der die Professoren Zumstein und Hertel mitarbeiten. Möglich machen dies patientenspezifische Instrumente (Zielgeräte), welche mit 3-D-Drucktechnologie hergestellt werden. Die virtuelle Planung der Position, der Grösse, der Implantation und die Simulation des postoperativen Bewegungsausmasses mittels künstlicher Intelligenz ermöglicht ein präoperatives Antizipieren der Situation nach dem Eingriff. Basierend auf diesen Kalkulationen der patientenspezifischen Daten werden die Zielgeräte mit 3-D-Drucktechnologie hergestellt und in der Operation angewandt. Die Vorteile hier: Bei der Patientin bzw. beim Patienten kann der Knochen genau gesägt und abgetragen werden, die präzisere Implantation der Prothese beugt späteren Komplikationen und Reoperationen vor – was wiederum Gesundheitskosten spart.
Zusammen mit Partner aus der Wirtschaft
Beide Innovationen sind nun auf dem Markt. Um Innovationen überhaupt so weit zu bringen, muss der oben erwähnte Teilprozess des «Wie» erfolgreich absolviert werden. Die Lindenhofgruppe ist dabei auf Partner angewiesen. Partner, die medizinisches oder technisches Know-how einbringen, Partner, die auch Geld investieren. Je nach Innovation und Investitionsvolumen arbeitet die Orthopädie Sonnenhof mit Start-up-Unternehmen oder mit Grossunternehmen der Medizinaltechnologie zusammen. Diese Partner ermöglichen es, Materialien auszutesten, Simulationen durchzuführen, Prototypen zu entwickeln oder später die erforderliche Marktdurchdringung zu erreichen.
Während des gesamten Innovationsprozesses gilt es, ethische, finanzielle und rechtliche Fragen mitzudenken und gegeneinander abzuwägen. Bevor aber neue Gelenke oder Implantationsmethoden in der Praxis eingesetzt werden dürfen, werden diese validiert – mit umfassenden Tests, die in Labors, an künstlichen Knochen oder an Kadavern durchgeführt werden. Es braucht biomechanische, experimentelle und sogenannte prospektive Studien und zu guter Letzt
für jedes neue medizinische Verfahren oder Produkt die Bewilligung der Gesundheitsbehörden. Und nicht zu vergessen: die Anmeldung der Patente. Nur so sind Innovationen auch als geistiges Eigentum geschützt – was zur Amortisation der Investitionen unerlässlich ist.
Bestmögliches Umfeld für Forscherinnen und Forscher
Die Lindenhofgruppe fördert gezielt die Innovationskultur. Ihre Eigentümerin, die Stiftung Lindenhof Bern, unterstützt diese Bestrebungen mit dem Fonds «Lehre und Forschung». Mit dem 2018 gegründeten Campus SLB (Campus Stiftung Lindenhof Bern Sonnenhof AG) wurde diesbezüglich ein Meilenstein gesetzt. Der Campus unterstützt die Forschenden der Lindenhofgruppe bei der Durchführung von klinischen Studien und Forschungsprojekten. Alle wissenschaftlich aktiven Fachdisziplinen der Lindenhofgruppe profitieren von der modernen Infrastruktur, den Ressourcen und dem Know-how des Forschungscampus. Die Lindenhofgruppe engagiert sich zudem bei der Förderung junger Talente – also bei der Aus- und Weiterbildung.
Klinische Innovation passiert nicht einfach. Sie entspringt dem Willen, besser zu werden sowie der Neugier und dem Wissensdurst talentierter und motivierter Forscherinnen und Forscher. Die Lindenhofgruppe sieht ihre Aufgabe darin, ihnen das bestmögliche Umfeld für ihre Arbeit zu schaffen. Damit Innovation möglich wird und Patientinnen und Patienten von immer besseren Leistungen profitieren können.
Offene Stelle
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