610 Medizin, Gesundheit
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Size and function of bioartificial tissue models are still limited due to the lack of blood vessels and dynamic perfusion for nutrient supply. In this study, we evaluated the use of cytocompatible methacryl-modified gelatin for the fabrication of a hydrogel-based tube by dip-coating and subsequent photo-initiated cross-linking. The wall thickness of the tubes and the diameter were tuned by the degree of gelatin methacryl-modification and the number of dipping cycles. The dipping temperature of the gelatin solution was adjusted to achieve low viscous fluids of approximately 0.1 Pa s and was different for gelatin derivatives with different modification degrees. A versatile perfusion bioreactor for the supply of surrounding tissue models was developed, which can be adaped to several geometries and sizes of blood-vessel mimicking tubes. The manufactured bendable gelatin tubes were permeable for water and dissolved substances, like Nile Blue and serum albumin. As a proof of concept, human fibroblasts in a three-dimensional collagen tissue model were sucessfully supplied with nutrients via the central gelatin tube under dynamic conditions for 2 days. Moreover, the tubes could be used as scaffolds to build-up a functional and viable endothelial layer. Hence, the presented tools can contribute to solving current challenges in tissue engineering.
In 2017, Philips' goal was to use innovation to improve the lives of three billion people a year by 2025. To achieve that, the company was shifting from selling medical products in a transactional manner to providing integrated healthcare solutions based on digital health technology. Based on our interviews with 23 executives at Philips, the case examines the two directions of the transformation required by this shift: externally, Philips worked on transforming how healthcare was conducted. Healthcare professionals would have to change the way they worked and reimbursement schemes needed to change to incentivize payers, providers, and patients in vastly different ways. Internally, Philips needed to redesign how its employees worked. The company componentized its business, introduced digital platforms, and co-created integrated solutions with the various stakeholders of the healthcare industry. In other words: Philips was transforming itself in order the reinvent healthcare in the digital age.
Autism spectrum disorders (ASD) affect a large number of children both in the Russian Federation and in Germany. Early diagnosis is key for these children, because the sooner parents notice such disorders in a child and the rehabilitation and treatment program starts, the higher the likelihood of his social adaptation. The difficulties in raising such a child lie in the complexity of his learning outside of children's groups and the complexity of his medical care. In this regard, the development of digital applications that facilitate medical care and education of such children at home is important and relevant. The purpose of the project is to improve the availability and quality of healthcare and social adaptation at home of children with ASD through the use of digital technologies.
The goal of the presented project is to develop the concept of home e-health centers for barrier-free and cross-border telemedicine. AAL technologies are already present on the market but there is still a gap to close until they can be used for ordinary patient needs. The general idea needs to be accompanied by new services, which should be brought together in order to provide a full coverage of service for the users. Sleep and stress were chosen as predominant influence in the population. The executed scientific study of available home devices analyzing sleep has provided the necessary to select appropriate devices. The first choice for the project implementation is the device EMFIT QS+. This equipment provides a part of a complete system that a home telemedical hospital can provide at a level of precision and communication with internal and/or external health services.
The metric and qualitative analysis of models of the upper and lower dental arches is an important aspect of orthodontic treatment planning. Currently available eLearning systems for dental education only allow access to digital learning materials, and do not interactively support the learning progress. Moreover, to date no study compared the efficiency of learning methods based on physical or digital study models. For this pilot study, 18 dental students were separated into two groups to investigate whether the learning success in study model analysis with an interactive elearning system is higher based on digital models or on conventional plaster models. The results show that with the digital method less time is needed per model analysis. Moreover, the digital approach leads to higher total scores than that based on plaster models. We conclude that interactive eLearning using digital dental arch models is a promising tool for dental education.
OR-Pad - Entwicklung eines Prototyps zur sterilen Informationsanzeige am OP-Situs : meeting abstract
(2019)
Hintergrund: Oftmals werden Informationen aus der Krankenakte oder von Bildgebungsverfahren nur auf recht weit vom Operationsgebiet entfernten Monitoren, außerhalb der ergonomischen Sichtachse des Operateurs, dargestellt. Dies führt dazu, dass relevante Informationen übersehen werden oder ihr Informationspotenzial nicht ausgeschöpft werden kann. In Papierform mitgenommene Notizen befinden sich während der OP außerhalb des sterilen Bereichs und sind dadurch für den Operateur nicht ohne Weiteres zugänglich. Auch bei intraoperativen Einträgen für die OP Dokumentation ist der Operateur auf die Mithilfe der Assistenz angewiesen. Durch die zusätzlichen Kommunikationswege entstehen dabei ein personeller und zeitlicher Mehraufwand und das Fehlerpotenzial nimmt zu. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt OR-Pad - Nutzung von portablen Informationsanzeigen im Operationssaal - soll dem Operateur zu einem verbesserten Informationsfluss verhelfen. Die Idee entstand aus der klinischen Routine der Anatomie und Urologie des Universitätsklinikums Tübingen und wird nun durch Fördermittel vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung an der Hochschule Reutlingen zu einem High Fidelity-Prototypen weiterentwickelt.
Ziel: Ziel des OR-Pad Projekts ist es, während einer OP zum aktuellen Zeitpunkt klinisch relevante Informationen in unmittelbarer Nähe zum Operateur darzustellen. Mithilfe des Systems soll der Informationsfluss zwischen dem Eingriff sowie dessen Vor- und Nachbereitung optimiert werden. Der Operateur soll vorab relevante Informationen, wie aktuelle Röntgenbilder oder persönliche Notizen, zur intraoperativen Anzeige auswählen können, die dann am OP-Situs auf einer sterilen Informationsanzeige dargestellt werden. Durch die Positionierung soll eine ergonomische Sichtachse sowie die direkte Interaktion mit dem System ermöglicht werden. Kontextrelevante Informationen sollen basierend auf dem aktuellen OP-Verlauf durch die Entwicklung einer Situationserkennung automatisch bereitgestellt werden. Zur Optimierung des Informationsflusses gehört ebenfalls die Unterstützung der OP-Dokumentation. Für diese sollen während des Eingriffs manuell vom Operateur sowie automatisch vom System Einträge, wie Zeitpunkte oder intraoperative Aufnahmen, erstellt werden. Aus diesen soll nach dem Eingriff die OP-Dokumentation generiert und damit der Prozess qualitativer und zeiteffizienter gestaltet werden.
Methodik: Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die klinischen Anforderungen spezifiziert und in ein Lastenheft überführt. Hierfür werden Interviews und Beobachtungen bei mehreren Interventionen durchgeführt. Nach dem User-Centered-Designprozess werden Personas und Nutzungsszenarien entworfen und mit klinischen Projektpartnern in mehreren Iterationen evaluiert. Es gilt eine Informationsarchitektur aufzubauen, die eine Einbettung klinischer Informationssysteme sowie Bild- und Gerätedaten aus dem OP-Netzwerk erlaubt. Eine Situationserkennung, basierend auf Prozessmodellen, soll zur Abschätzung des Operationsfortschritts entwickelt werden. Zur Befestigung der Informationsanzeige sollen geeignete Haltemechanismen eingesetzt werden. Das OR-Pad System soll laufend im Lehr- und Forschungs-OP der Hochschule Reutlingen getestet und im Sinne agiler Produktentwicklung mit den klinischen Projektpartnern abgestimmt werden. Der finale Funktionsprototyp soll abschließend in den Versuchs-OPs der Anatomie Tübingen getestet und evaluiert werden.
Ergebnisse: Über eine erste Datenerhebung mittels Contextual Inquiry konnten erste Anforderungen an das OR-Pad System erfasst werden, woraus ein Low-Fidelity-Prototyp resultierte. Die Evaluation über Experteninterviews führte in die zweite Iteration, in der das Konzept entsprechend der Ergebnisse angepasst wurde. Über Hospitationen am Uniklinikum Tübingen fand eine weitere Datenerhebung zur Erstellung von Szenarien für die intraoperativen Anwendungsfälle statt. Anhand der Anforderungen wurde ein Konzept für die Benutzerschnittstelle entworfen, die im weiteren Verlauf mit den klinischen Projektpartnern evaluiert wird.
Die Erholung unseres Körpers und Gehirns von Müdigkeit ist direkt abhängig von der Qualität des Schlafes, die aus den Ergebnissen einer Schlafstudie ermittelt werden kann. Die Klassifizierung der Schlafstadien ist der erste Schritt dieser Studie und beinhaltet die Messung von Biovitaldaten und deren weitere Verarbeitung. Das non-invasive Schlafanalyse-System basiert auf einem Hardware-Sensornetz aus 24 Drucksensoren, das die Schlafphasenerkennung ermöglicht. Die Drucksensoren sind mit einem energieeffizienten Mikrocontroller über einen systemweiten Bus mit Adressarbitrierung verbunden. Ein wesentlicher Unterschied dieses Systems im Vergleich zu anderen Ansätzen ist die innovative Art, die Sensoren unter der Matratze zu platzieren. Diese Eigenschaft erleichtert die kontinuierliche Nutzung des Systems ohne fühlbaren Einfluss auf das gewohnte Bett. Das System wurde getestet, indem Experimente durchgeführt wurden, die den Schlaf verschiedener gesunder junger Personen aufzeichneten. Die ersten Ergebnisse weisen auf das Potenzial hin, nicht nur Atemfrequenz und Körperbewegung, sondern auch Herzfrequenz zu erfassen.
Today, virtualizing pharma R&D is increasingly related with data analytics and artificial intelligence (AI), technologies that have been developed by software companies outside the healthcare sector. The process of virtualizing pharma R&D is closely related to the technological advancements that result in the generation of large data sets ranging from genomics, proteomics, metabolomics, medical imaging, IoT wearables and large clinical trials, making it necessary for pharma companies to find new ways to store and ultimately analyze information. As a consequence, pharma companies are experimenting with AI in R&D ranging from in-silico drug design to clinical trail participants identification or dosage error reduction.
New approaches to respiratory assist: bioengineering an ambulatory, miniaturized bioartificial lung
(2019)
Although state-of-the-art treatments of respiratory failure clearly have made some progress in terms of survival in patients suffering from severe respiratory system disorders, such as acute respiratory distress syndrome (ARDS), they failed to significantly improve the quality of life in patients with acute or chronic lung failure, including severe acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease or ARDS as well. Limitations of standard treatment modalities, which largely rely on conventional mechanical ventilation, emphasize the urgent, unmet clinical need for developing novel(bio)artificial respiratory assist devices that provide extracorporeal gas exchange with a focus on direct extracorporeal CO2 removal from the blood. In this review, we discuss some of the novel concepts and critical prerequisites for such respiratory lung assist devices that can be used with an adequate safety profile, in the intensive care setting, as well as for long-term domiciliary therapy in patients with chronic ventilatory failure. Specifically, we describe some of the pivotal steps, such as device miniaturization, passivation of the blood-contacting surfaces by chemical surface modifications, or endothelial cell seeding, all of which are required for converting current lung assist devices into ambulatory lung assist device for long-term use in critically ill patients. Finally, we also discuss some of the risks and challenges for the long-term use of ambulatory miniaturized bioartificial lungs.