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Hochschulen

Biohybride Medizinsysteme an der RWTH Aachen

Schrittmacher von morgen

Das Center for Biohybrid Medical Systems gehört zu den modernsten Gebäuden auf dem Campus Melaten der RWTH Aachen. In dem Forschungsbau werden technische und biologische Bestandteile zu sogenannten biohybriden Medizinsystemen zusammengeführt, produziert und getestet. Dort entwickelte Ultraschallverfahren zum Aufspüren von Tumoren oder biohybride Implantate, wie zum Beispiel eine Herzklappe oder Lunge könnten die Medizintechnik von morgen revolutionieren.

Zahlen und Fakten

  • 40 Mio. Euro Investition
  • Bauzeit: 2/2015–5/2018
  • Einweihung: 5/2018
  • Mietfläche: 5.600 m²

Selbst Frank-Walter Steinmeier zeigte sich auf dem Sommerfest des Bundespräsidenten im vergangenen Jahr tief beeindruckt von den Fortschritten der Forschung zum Wohle herzkranker Kinder, als er sich am Stand der Stiftung Kinderherz über eine biohybride Herzklappe informierte. Sie ist made in Aachen und stammt aus dem CBMS, dem Center for Biohybrid Medical Systems, das im Mai 2018 feierlich eröffnet wurde.

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Thomas Schmitz-Rode, Direktor des Instituts für Angewandte Medizintechnik, und Prof. Fabian Kießling, Direktor des Instituts für Experimentelle Molekulare Bildgebung, führen stolz durch ihr neues Gebäude: „Auf den drei Ebenen des CBMS forschen wir an biohybriden Medizinsystemen wie etwa Herz-Kreislauf-Implantaten, Lungenunterstützungssystemen und Nanopartikeln für die Diagnostik.“ Die beiden engagierten Wissenschaftler hatten sich maßgeblich dafür eingesetzt, dass das Land NRW und der Bund den Bau und die Ersteinrichtung des CBMS mit rund 40 Millionen Euro gefördert und ermöglicht haben. Auf einer Fläche von rund 5.600 Quadratmetern stellt der BLB NRW den Wissenschaftlern mobil gestaltete und miteinander interagierende Systemlabore zur Verfügung, die flexibel und bedarfsgerecht konfiguriert werden können.

© BLB NRW, Foto: Joerg Stanzick
Das CBMS liegt an der Schnittstelle zwischen Uniklinik (links im Fenster) und weiteren RWTH-Instituten.
© BLB NRW, Foto: Joerg Stanzick
Großzügige Kommunikationsflächen auf jeder Etage fördern den interdisziplinären Austausch der Wissenschaftler untereinander.
© BLB NRW, Foto: Joerg Stanzick
Links im Bild sieht man die flexibel einrichtbaren Laborebenen. Die Tür rechts hinter dem Aufzug führt in einen der großzügigen Büro- und Kommunikationsbereiche.
© BLB NRW, Foto: Joerg Stanzick
Auf einer Fläche von 5.600 Quadratmetern finden Wissenschaftler verschiedener Disziplinen hervorragende Arbeitsbedingungen – nicht nur in Laboren, sondern auch auf großzügigen Kommunikationsflächen.
© BLB NRW
© BLB NRW
Die Wissenschaftler arbeiten interdisziplinär an neuen Medizinprodukten. Hier misst eine Mitarbeiterin den Druck an einem Thrombosetester.
Spitzenforschung braucht Spitzenbauten

Die modulare Struktur der Laborbereiche kann für besondere Anforderungen einzelner Forschungsgruppen variabel angeordnet werden. Ein Rastermaß von 1,20 Meter bietet ausreichend Freiraum für Großgeräte und spezielle Labormöbel. Auch von der räumlichen Nähe zum Klinikum und den im Cluster Biomedizintechnik immatrikulierten Industrieunternehmen profitieren die Wissenschaftler.

„Spitzenforschung braucht hervorragende Bauten, wie hier in Aachen“, sagte Staatssekretär Thomas Rachel aus dem Bundesministerium für Bildung und Forschung bei der Einweihung im Mai 2018. „Das Konzept des CBMS vereint Forschende verschiedener Disziplinen unter einem Dach und berücksichtigt von Anfang an die Umsetzung in die Praxis. Das garantiert Innovationen für praxistaugliche Produktionsprozesse in der Biomedizintechnik.“

Innovation entsteht an den Schnittstellen zwischen den Disziplinen.

Prof. Stefan Jockenhövel, Schwerpunktprofessur Biohybrid & Medical Textiles
Biohybride Implantate statt synthetischer Herzklappen oder Chemotherapeutiker

Im CBMS werden technische und biologische Bestandteile zu sogenannten biohybriden Medizinsystemen kombiniert, aber auch hergestellt und geprüft. Hierzu werden körpereigene Zellen als biologisches Material mit einer textilen Bewehrung als technische Komponente zu einem biohybriden Implantat, etwa einer Herzklappe, kombiniert, die biomechanischen Belastungen standhält und lange stabil bleibt.

3 Fakten zum CBMS

  • Forschungsbau nach Artikel 91b Grundgesetz (erlaubt die Zusammenarbeit von Bund und Ländern im Forschungs- und Bildungsbereich) 
  • Modulare Struktur der Labore ermöglicht variable Nutzung 
  • Biohybride Medizinsysteme könnten künftig Herzklappen oder Chemotherapien ersetzen
Neues Gebäude bietet großes Potenzial

Damit dies gelingt, muss der Produktionsprozess von Beginn an mitberücksichtigt werden. Nicht nur neue Implantate und Systeme, sondern auch ein neues „Engineering“ bereits in der frühen Forschungsphase sind notwendig, damit aus der Vision möglichst schnell ein wirksames klinisches Verfahren entwickelt werden kann. Das neue Gebäude bietet dazu herausragende Möglichkeiten: Seine Transparenz stimuliert den Austausch und die Kooperation von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus unterschiedlichsten Fachgebieten. Auf eigens dazu konzipierten „Systemlaborflächen“ werden Komponenten zu ersten Produktionseinheiten zusammengefügt, um die Machbarkeit der komplexen Medizinsysteme schon in ihrer Entstehung sicherzustellen.

„Innovation entsteht an den Schnittstellen zwischen den Disziplinen“, fasst Prof. Stefan Jockenhövel, Schwerpunktprofessur für Biohybrid & Medical Textiles (BioTex), den Erfolg des CBMS zusammen: „Interdisziplinarität gehört heute zu unserem Forschungsalltag. Die Fähigkeit zur Kommunikation und Auseinandersetzung mit dem anderen Fach eröffnet neue Lösungsräume für die Medizintechnik von morgen.“


Nachgefragt bei
Prof. Dr. med. Fabian Kießling und Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Thomas Schmitz-Rode
Links im Bild: Direktor des Instituts für Experimentelle Molekulare Bildgebung. Rechts im Bild: Direktor des Instituts für Angewandte Medizintechnik
Was zeichnet das Forschungsgebäude CBMS besonders aus?

Das CBMS ist keiner Fakultät direkt zugeordnet. Hier forschen Mediziner, Wissenschaftler, Informatiker, Chemiker und Biologen interdisziplinär in Zusammenarbeit mit externen Partnern wie den Leibniz- und Fraunhofer-Instituten an gemeinsamen Zielen. Wir wollen eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und biohybriden Medizinprodukten schlagen. Die Unterbringung der drei Forschungsprogramme Nanomedizin und Wirkstofftransport, implementierbare Lunge und biohybride Herz-Kreislauf-Systeme unter einem Dach ist einzigartig in Deutschland.

Welche Rolle spielt dabei eine moderne Infrastruktur?

Ein Großteil der bewilligten Mittel ist in die moderne Laborausstattung und spezielle Kühlanlagen geflossen. Der interdisziplinären Forschung und der Kommunikation kommt besonders zugute, dass die Büros und Labore so großzügig und transparent gestaltet sind. Architektonisch ist das Gebäude sehr gelungen, die Etagen sind übersichtlich und hell, die Räume ermöglichen ein angenehmes Arbeiten. Die neuartigen, im CBMS eingesetzten und entwickelten Bildgebungsgeräte (z.B. das Magnetic Particle Imaging) für die Diagnose und Behandlung von Infarkten, Arterienverengungen oder Tumoren und die Zellkultivierungsfabrik zur Gewebegewinnung bieten herausragende Forschungsmöglichkeiten.

Wo kommen die Ergebnisse Ihrer Forschung zum Einsatz?

Wir entwickeln zurzeit ein neues Ultraschallverfahren für die Charakterisierung von Tumoren sowie ein volldigitales Brust-PET-Insert für die hybride PET-MRT-Untersuchung weiblicher Brüste auf Tumore. Nanotherapeutische Anwendungen helfen der Pharmaindustrie bei der Entwicklung neuer Medikamente gegen Krankheiten wie Krebs, Diabetes, Entzündungen und Infektionen. Die geschädigten Blutbahnen nierenkranker Patienten können durch kardiovaskuläre Implantate wie zum Beispiel biologisch gezüchtete Gefäße ersetzt werden. Eine implantierbare biohybride Lunge könnte in der Zukunft eine Lungentransplantation ersetzen.

Vielen Dank für das Gespräch!

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