INKplant

Projektbeschreibung

INKplant – ink-based hybrid multi-material fabrication of next generation implants ist ein EU-H2020-Projekt, das die Zukunft der regenerativen Medizin maßgeblich mitgestaltet. Ausgangspunkt ist eine der größten Herausforderungen Europas: die alternde Bevölkerung. Bis 2024 werden rund 22% der Europäer:innen älter als 65 Jahre sein. Viele leiden unter chronischen Gelenksschäden, osteochondralen Defekten oder Defekten im Mund- und Kieferbereich, was ihre Lebensqualität stark einschränkt und Gesundheits- und Sozialsysteme dauerhaft belastet. Die COVID-19-Pandemie hat zusätzlich gezeigt, welche Folgen eine große Zahl chronisch kranker und pflegebedürftiger Patient:innen für Krankenhäuser und Infrastruktur hat.

Hier setzt INKplant an: Unter Koordination von PROFACTOR arbeiten seit Jänner 2021 insgesamt 19 Partner – darunter Universitäten, Forschungseinrichtungen, KMU, globale Industrieunternehmen und Universitätskliniken – an neuen Lösungen für biomimetische, patientenspezifische Implantate. Kernidee ist die Kombination verschiedener Biomaterialien, 3D-Druck-Technologien (Additive Fertigung) und neuartiger Auswertungsmethoden, um Implantate zu entwickeln, die das biologische und mechanische Verhalten von Knochen- und Weichgewebe möglichst realitätsnah nachahmen. INKplant verbindet so 3D-Biofabrikation, regenerative Medizin und personalisierte Implantologie in einem wegweisenden europäischen Leitprojekt.

Projektziele und technische Innovation

Das mit 6 Mio. Euro dotierte Projekt INKplant verfolgt das Ziel, eine hybride, tintenbasierte Multi-Material-Additive-Fertigung für die nächste Generation medizinischer Implantate zu etablieren. Im Fokus stehen:

• Patientenspezifische Implantate durch Kombination unterschiedlicher Biomaterialien und hochauflösender 3D-Drucktechnologien
• Biomimetische Implantate, die Hart- und Weichgewebe funktional nachbilden und sich besser in den Körper integrieren
• Standardisierte Workflows von der Bildgebung über das Design bis zur Produktion und präklinischen Bewertung

Technisch setzt INKplant auf eine hybride Plattform aus lithografie-basierter Keramikherstellung (LCM) und 3D-Multimaterial-Inkjetdruck. So entstehen hochpräzise, komplexe Strukturen mit fein abgestimmten Materialgradienten – etwa harte, tragende Bereiche für mechanische Stabilität kombiniert mit elastischeren, bioaktiven Zonen zur Geweberegeneration. Neue Simulations- und Auswertemethoden sowie Aspekte der Standardisierung und Bioethik sind integraler Bestandteil, um den Weg von der Forschung in die klinische Anwendung zu ebnen. Das Konsortium umfasst führende Expert:innen in Tissue Engineering, Biomaterialien, 3D-Druck, Normung und Regulatorik sowie Weltmarktführer wie Lithoz und Stratasys und vier Universitätskliniken, darunter Charité Berlin und AKH Wien.

Nutzen, Anwendung & langfristige Auswirkungen Personalisierte regenerative Therapien für Gelenk- und Kieferdefekte

• Konkrete Anwendungsfälle: INKplant entwickelt Implantatlösungen für vier zentrale Indikationen:
  • Meniskusimplantate und Implantate zur Reparatur osteochondraler Defekte im Knie, um totalen Gelenkersatz möglichst zu vermeiden.
  • Gaumendefekte und komplexe Defekte im Mund- und Kieferbereich, etwa nach Tumorerkrankungen oder bei angeborenen Fehlbildungen, inklusive patientenspezifischer Implantate für die zahnmedizinische und orale Rehabilitation.
• Für Patient:innen: Biokompatiblere, besser integrierbare, individuell angepasste Implantate versprechen weniger Komplikationen, weniger Revisionsoperationen, kürzere Rehabilitationszeiten und eine deutlich verbesserte Lebensqualität – insbesondere im höheren Alter.
• Für Gesundheitswesen & Gesellschaft: Durch geringere Komplikationsraten, verkürzte Krankenhausaufenthalte und reduzierten Bedarf an Folgeoperationen zielt INKplant darauf ab, Gesundheitskosten zu senken und Ressourcen im System effizienter zu nutzen. Die Kombination aus personalisierter Medizin und hochautomatisierbaren 3D-Druckprozessen schafft die Basis für individualisierte, geschlechts- und anatomiespezifische Therapien in quasi industriellem Maßstab.
• Für Forschung & Industrie: INKplant stärkt die europäische Position in der 3D-Biofabrikation, treibt Standardisierung und ethische Leitlinien für 3D-gedruckte Implantate voran und generiert neues Know-how für KMU, Kliniken und Forschungseinrichtungen. Das Projekt zeigt, wie Medizin und Technik in einem integrativen Ansatz zusammenwirken können, um regenerative und personalisierte Therapien aus dem Labor in den klinischen Alltag zu bringen.

INKplant wird damit einen nachhaltigen Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität älterer Menschen leisten und gleichzeitig die Rolle der EU als Standort wissenschaftlicher Exzellenz im Bereich regenerative, personalisierte Medizin und 3D-Druck medizinischer Implantate weiter stärken.