Textilien im Spannungsfeld von Medizin und Gesundheit
Das Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickelt innovative textile Produkte und Verfahren für die Industrie. Über die gesamte textile Produktionskette hinweg wird für viele Anwendungsfelder Material- und Produktforschung betrieben. Wichtige Themenschwerpunkte sind dabei unter an-derem Technische Textilien, Life Science und Smart Textiles.
Die Arbeiten werden interdisziplinär durchgeführt, neben der klassischen Textiltechnik sind die Verfahrenstechnik, der Maschinenbau, Polymer- und allgemeine Chemie sowie Biologie einbezogen, durch die enge Kooperation mit der Medizinischen Fakultät der Universität Tübingen im Rahmen des Interuniversitären Zentrums für Medizinische Technologie Stuttgart-Tübingen (IZST) ist die medizinische Kompetenz gewährleistet. Das ITV ist mit ca. 200 wissenschaftlichen und technischen Mitarbeiter das größte Textilforschungszentrum in Europa, das als einziges Institut die gesamte textile Produktionskette abdeckt. Unterstützt werden die Forschungsaktivitäten durch das Dienstleistungsangebot der ITV Denkendorf Produktservice GmbH (ITVP).
Die am ITV Denkendorf vorhandenen Kernkompetenzen (Chemie- und Stapelfasertechnologie, Filamentgarnveredlung, Vlies-, Maschen- und Webtechnologie, Oberflächen- und Umwelttechnik, Konfektion, Entwicklung von Biomaterialien, umfassende Prüftechnik) bieten ein optimales Umfeld für zielgerichtete Entwicklungs- und Forschungsarbeit für medizinische Anwendungen.
In Rahmen der Arbeiten im Bereich Medizintextilien befasst sich das ITV im Rahmen des BMBF-Verbundvorhaben mit der Entwicklung von OP-Tüchern und OP-Kleidung, die durch eine innovative Barriere- und Membranschicht auf der Basis von hoch resistentem Silicon gegen chemische und thermische Einflüsse unempfindlich sind und eine sehr hohe Anzahl von Wiederverwendungszyklen erreichen. Hierzu werden grundlegende Forschungsarbeiten zur Verfahrenstechnik des Beschichtens und Laminierens mit Silicon durchgeführt. Die gesundheitlichen Aspekte für Patient und Chirurg, d.h. die Untersuchungen zur Bakteriendichtigkeit sowie zum Reinigungsverhalten, werden in Spezialkliniken bearbeitet. Die angestrebte Anzahl von über 80 Wiederverwendungszyklen wird die Wirtschaftlichkeit recycelbarer OP-Textilien entscheidend erhöhen. Dies wird zu einer erheblichen Entlastung des Müllanfalls in Krankenhäusern sowie zur Kostensenkung beitragen. Als Schnelltest von Materialvarianten soll eine zeitraffende Alterungssimulation im Labor entwickelt werden; praktische Tests in Krankenhäusern mit angeschlossener Wäscherei und Sterilisation schließen sich an. Um den Materialkreislauf zu schließen, sollen ergänzend Analysen zum Materialrecycling von gebrauchten und nicht mehr aufbereitbaren Textilien vorgenommen werden, so dass abschließend die umfassende ökologische und ökonomische Beurteilung der entwickelten Materialien möglich ist.
Im Forschungsbereich Biomedizintechnik bearbeiten Biologen, Chemiker und Ingenieure in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit Themen aus den Bereichen "Textilien und Kunststoffe in der Medizintechnik" und aus der Zellbiologie. Im Rahmen von öffentlich und industriell geförderten Projekten werden Biomaterialien und Implantate sowie Materialien und Verfahren zur Geweberegeneration entwickelt.
Die im Forschungsbereich zur Produktentwicklung aufgebauten Techniken reichen von der Synthese von Spezial-Polymeren (z. B. solchen, die sich im Körper nach vorgegebener Zeit rückstandsfrei auflösen), über textile und nicht-textile Verarbeitungstechniken bis hin zur technischen, chemischen und biologischen Prüfung der Endprodukte.
In einem von BMBF geförderten Vebundprojekt wird das Ziel verfolgt, eine bioresorbierbare Nervenleitschiene zu entwickeln, die zur Überbrückung von Läsionen dient und durch ihre besondere Mikrostruktur eine geordnete Regeneration verletzter Nerven ermöglichen soll. Hierzu werden verschiedene Polymere entwickelt und zu geeigneten Implantatstrukturen verarbeitet. Mit Hilfe einer Zellbesiedlung mit Gliazellen wird, zur Beschleunigung der Nervenregeneration, das zunächst rein synthetische Implantat bei den Projektpartnern biologisiert. Die Herstellung eines einsatzfähigen Implantats in Form eines kleinen Röhrchens konnte erfolgreich abgeschlossen und die regenerativen Eigenschaften in vitro und in vivo nachgewiesen werden. Um der großen Anzahl von Nervenfasern (Axonen) in einem Nervenbündel eine gewisse Orientierung für ihr Wachstum vorzugeben, werden mit Längsrillen strukturierte Filamente hergestellt und in das Röhrchen eingebracht. Die Nervenzellen wachsen entlang von Stegen zusammen. Um festzustellen, ob und in welchem Umfang eine Mikrostrukturierung von Oberflächen der Nervenleitfasern ein Ausrichten der Schwann Zellen und in der Folge ein gerichtetes und damit beschleunigtes Wachstum bewirkt, werden umfangreiche Versuche am Partnerinstitut NMI, Reutlingen und an der BG-Klinik Tübingen durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine Oberflächenstrukturierung einen massiven und nutzbaren Einfluss auf die Orientierung von Schwanschen Zellen hat. Langzeitversuche beweisen, dass
die parallele Orientierung der Zelle entlang der Gräben/Stege erhalten bleibt. Somit konnte nachgewiesen werden, dass die Schwanschen Zellen im peripheren Nerv, durch eine mikrostrukturierte Oberfläche, eine beschleunigte Regeneration aufweisen. Diese Längsorientierungen verhindern das zeitraubende Mäandern der Axone.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt des ITV ist die Entwicklung von Technologien zur Herstellung von sogenannten Smart Textiles, bei denen textilintegrierte und -basierte Sensoren bestimmte Körperfunktionen überwachen. Damit eröffnen sich völlig neue Märkte, insbesondere für die Textil-, Elektronik- und Mikrosystemtechnik. Die Entwicklungen betreffen Bereiche wie Health Care, Arbeits- und Schutzkleidung, Sport und Freizeit, Technische Textilien (Automotive, Industrie, Bau).
Elektrostatische Auf- und Entladung sowie elektromagnetische Schirmwirkung bei Kleidung sind ebenfalls wichtige Themen, die am ITV Denkendorf interdisziplinär bearbeitet werden. Die komplexe Thematik der Smart Textiles wird im intensiven Austausch der einzelnen Forschungszweige des ITV Denkendorf bearbeitet. Dabei werden Synergieeffekte optimal genutzt. Beteiligte Fachdiszipline des ITV sind unter anderem Textiltechnik/Textilausrüstung, Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Elektronik/Elektrotechnik, Chemie/Physik/Biologie sowie Informatik/Kybernetik.
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