PhD-Studierende erfolgreich beim tecnet-accent-Innovation Award

Bereits zum sechsten Mal wurde der tecnet accent Innovation Award für herausragende Forschungsprojekte mit hohem wirtschaftlichem und gesellschaftlichem Potenzial vergeben. Die feierliche Preisverleihung fand im Millenniumssaal des Landhauses St. Pölten am 23. April statt. Die Preise wurden von Landeshauptfrau Johanna Mikl-Leitner überreicht. Für die Universität für Weiterbildung Krems erfolgreich waren die PhD-Studierenden Sophie Roffeis mit ihrem Projekt „SparePlug“, ein innovatives Implantat für osteochondrale Defekte aus maritimen Biomaterialien und Markus Rothammer mit „Printsicles“, ein neuartiges 3D-Druckverfahren für zellfreie Knorpelregeneration. Sie teilen sich den zweiten Preis.

Der Award wird von tecnet equity, dem accent Inkubator sowie der Universität für Weiterbildung Krems vergeben und richtet sich an alle wissenschaftlichen Einrichtungen am Campus Krems. Ziel ist es, junge Forschende frühzeitig für unternehmerisches Denken zu sensibilisieren und den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu fördern. Anlässlich der Preisvergabe verwies die Rektorin der Universität für Weiterbildung Krems Viktoria Weber auf den wesentlichen Beitrag, den die Forschung am Campus Krems zur Lösung aktueller gesellschaftlicher Herausforderungen leistet. „Der Innovation Award macht diese Leistungen unter besonderem Augenmerk auf junge, aufstrebende Forschende sichtbar und unterstützt dabei, Forschungsergebnisse gezielt in die Anwendung zu bringen“, so Weber.

Künstlicher Ersatz für geschädigten Knorpel

Sophie Roffeis erforscht die künstliche Herstellung von Gewebezylindern als Ersatz geschädigter Knorpel. Solche Schäden im Knie oder anderen Gelenken entstehen häufig durch Sportverletzungen, Unfälle oder Abnutzung. Eine bewährte Behandlung ist die sogenannte Mosaikplastik. Dabei werden kleine Knorpel-Knochen-Zylinder aus einem gesunden Bereich des Gelenks entnommen und in die geschädigte Stelle eingesetzt. Der Nachteil: Es steht nur begrenzt gesundes Gewebe zur Verfügung, und die Entnahme kann selbst Beschwerden verursachen.

Hier setzt das Projekt „SparePlug“ von Sophie Roffeis an. Das künstliche Implantat soll aus zwei funktionellen Hydrogel-Schichten bestehen: einer knorpelähnlichen Oberfläche und einer darunterliegenden knochenähnlichen Phase, welche zudem mit einer 3D-gedruckten Struktur verbunden ist. Diese Kombination ist wichtig, weil Knorpel für reibungsarme Bewegung sorgt, während der Knochen die notwendige Stabilität liefert.

Für die Herstellung setzt das Projektteam derzeit auf gelatinebasierte Biomaterialien tierischen Ursprungs, die als Prototypen dienen. Perspektivisch verfolgt das Projekt jedoch das Ziel, neue Biomaterialien zu etablieren, etwa Kollagen aus marinen Quellen wie Quallen. Diese gelten als immunologisch gut verträglich und könnten herkömmliche Ausgangsmaterialien langfristig ersetzen. Damit verbindet das Projekt medizinische Innovation mit nachhaltigen Ansätzen.

Ein zentrales Element ist ein eigens entwickelter Bioreaktor – eine kontrollierte Wachstumsumgebung für Gewebe. Darin können mehrere Implantate gleichzeitig hergestellt und unter realitätsnahen Bedingungen weiterentwickelt werden. Mechanische Reize wie Druck oder Bewegung sollen die Belastung im Gelenk simulieren und helfen, stabiles und belastbares Ersatzgewebe zu erzeugen.

Langfristig könnte „SparePlug“ die Behandlung von Knorpelschäden deutlich verbessern. Statt gesundes Gewebe aus dem eigenen Körper zu entnehmen, könnten individuell angepasste Implantate im Labor produziert werden. Das würde Patient_innen und Patienten schonen, Folgeprobleme vermeiden und neue Möglichkeiten in der regenerativen Medizin eröffnen.

Knorpelregeneration aus dem 3D-Drucker

Knorpelgewebe kann sich nur sehr eingeschränkt selbst erneuern. Schäden im Knie oder anderen Gelenken führen daher oft zu Schmerzen, Bewegungseinschränkungen und langfristig zu Arthrose. Das Projekt „Printsicles“, durchgeführt von PhD-Student Markus Rothammer entwickelt einen neuen Weg, geschädigten Knorpel zu reparieren: mit maßgeschneiderten Strukturen aus dem 3D-Drucker.

Besonders innovativ ist, dass dabei keine lebenden Zellen eingesetzt werden. Stattdessen nutzt das Forschungsteam sogenannte extrazelluläre Vesikel. Das sind winzige Partikel, die von Zellen abgegeben werden und biologische Signale transportieren. Sie enthalten etwa Proteine oder genetische Informationen, die Heilungs- und Regenerationsprozesse anstoßen können.

Diese Vesikel werden in eine spezielle Bio-Tinte eingebettet. Sie besteht aus natürlichen Materialien wie Seidenprotein und Hyaluronsäure. Beide Stoffe sind für ihre gute Verträglichkeit bekannt und besitzen Eigenschaften, die für Knorpel wichtig sind: Elastizität, Stabilität und eine gute Gleitfähigkeit.

Mithilfe moderner 3D-Drucktechnik lassen sich daraus passgenaue Strukturen herstellen, die exakt an die Form eines Knorpeldefekts angepasst werden können. Gleichzeitig sorgt das Verfahren dafür, dass die biologisch aktiven Bestandteile gleichmäßig verteilt werden.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Herkunft der Vesikel. Sie werden aus Stammzellen gewonnen, die aus dem sogenannten Hoffa-Fettkörper im Knie stammen. Dieses Gewebe gilt als besonders vielversprechende Quelle für regenerative Anwendungen.

Das Ziel von „Printsicles“ ist eine neue Generation von Implantaten, die nicht nur Defekte auffüllen, sondern die natürliche Knorpelheilung aktiv unterstützen. Gelingt dieser Ansatz, könnten in Zukunft Knorpelschäden und Arthrose im Frühstadium therapiert werden, wodurch belastenden Eingriffen wie Gelenksersatzoperationen vorgebeugt wird.

Platz eins für schmerzfreies, tragbares Mikronadel-Pflaster

Platz eins ging heuer an ein Forschungsprojekt für ein schmerzfreies, tragbares Mikronadel-Pflaster von Youbin Zheng an der Danube Private University. Der 3. Preis ging an Yolanda Salinas Soler, (IMC Hochschule für Angewandte Wissenschaften Krems, für degradierbare, selbstbewegliche Nanomaschinen mit Potenzial für therapeutische Anwendungen und Umwelt-Remediation. Die Preise wurden von Landeshauptfrau Johanna Mikl-Leitner überreicht. Der tecnet accent Innovation Award wurde 2009 ins Leben gerufen und wird seit 2017 auch am Campus Krems vergeben. Insgesamt wurden bereits rund 100 Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler ausgezeichnet.