Verbindung von Ingenieurmechanik und Medizin

15.04.2015 | OG Ticino Alumni

Von:  Rudi Belotti

Am Samstag, 14. März 2015, fand die Generalversammlung der Ortsgruppe Ticino im Maraini Resort in Lugano statt. Anschliessend an den offiziellen Teil hielt Edoardo Mazza, der seit 2010 die ordentliche Professur für Mechanik am Departement für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der ETH Zürich inne hält, vor den rund 30 Teilnehmern und Gästen einen Vortrag über die Ingenieurmechanik in der Medizin und das Projekt „Zurich Heart“.

„Die Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik und wird durch die Lehre von der Bewegung und der Verformung von Körpern unter dem Einfluss von Kräften definiert“ erklärte Edoardo Mazza zu Beginn seines Vortrages. Das Ziel der Mechanik sei es, mögliche Lösungen für praktische Probleme zu finden. Dank dem heutigen Stand der Technik könne die Mechanik sehr komplexe Problematiken angehen. Zum Beispiel könne ein Crash Test simuliert oder Probleme, die den menschlichen Körper betreffen, gelöst werden.

Auf der Suche nach einem besseren Verständnis der mechanischen Interaktion zwischen dem menschlichen Körper und Prothesen entstand  eine erste Zusammenarbeit des ETH-Instituts für Mechanische Systeme mit dem Universitätsspital Zürich. Der neue Ansatz erweitert das Forschungsgebiet der Biologie und verbindet es mit der Mechanik. Die Ziele der Forschungsinitiative sind die Entwicklung von neuen Materialien und biomedizinischen Strukturen, sowie die Diagnose und Simulation von chirurgischen Eingriffen.

Entwicklung neuer Instrumente

Das „Aspiration Experiment“ zum Beispiel hat das Ziel, die Weichgewebe innerhalb des menschlichen Körpers zu studieren. Zu diesem Zweck wurde eine spezielle Vakuumpumpe entwickelt, die die Elastizität der Weichgewebe misst. Die verwendeten Instrumente müssen hochsensibel sein, da sie innerhalb des menschlichen Körpers während eines chirurgischen Eingriffs eingesetzt werden. Die entwickelten Instrumente bieten im Vergleich zur digitalen Palpation (Untersuchung durch Betasten), die normalerweise verwendet wird, bei der Beurteilung von Organen,  genauere Messwerte.

Ein weiteres Experiment, das Mazza vorstellte, versucht anhand der Längen-Messung des Gebärmutterhalses eine Frühgeburt vorauszusagen. Dank des Beitrags der Ingenieurmechanik konnten die Instrumente für diese Experimente entwickelt werden. Diese sind hochempfindlich, denn die Ingenieure müssen sicherstellen, dass keine Schäden am Körper verursacht werden.

Optimierte Herzpumpen

Anschliessend an den theoretischen Teil der Präsentation berichtete Eduardo Mazza vom Projekt „Zurich Heart“. Die Initiative verbindet die Ingenieurmechanik mit der Medizin und stellt eine Weiterentwicklung der Studien im medizinischen Bereich dar. Die Ärzte des Universitätsspitals Zürich und die Forscher der ETH Zürich untersuchen die Arbeitsweisen von Herzpumpen und versuchen, diese zu optimieren. Die Initiative Zurich Heart zeichnet sich aus durch sehr enge Interaktion zwischen den verschiedenen Forschungsgruppen. Sie versuchen einerseits, bestehende Systeme zu verbessern (System Modifikation) und  andererseits neue Systeme zu entwickeln (Alternative Systeme). Bestehende Systeme leiden unter verschiedenen Problemen, beispielsweise gerinnt Blut bei Kontakt mit Kunststoff, oder rote Blutkörperchen lösen sich beim Durchgang in den Pumpen auf (Hämolyse). Ein Ziel der von Mazza geleiteten Initiative ist es beispielsweise, durch alternative Systeme eine neuen Pumpe zu entwickeln, bei der das Blut keinen Kunststoff mehr berührt.

Zurich Heart verbindet

„Die klaren und gemeinsamen Ziele fördern die Kooperation und Mitarbeit zwischen den verschiedenen beteiligten Forschungsinstituten in diesem fachübergreifenden Projekt. Die Nähe von ETH Zürich, Universitätsspital und Universität Zürich - nicht nur aus geografischer Perspektive  - ist ein wichtiger Förderfaktor“ sagte Mazza abschliessend.

Edoardo Mazza genoss die Gelegenheit, endlich einmal auf Italienisch über seine Forschung zu berichten und bot den Anwesenden Alumni der OG Ticino ein spannendes, aktuelles und zukunftsorientiertes Referat.

 
 
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