Innovative Healthcare-Lösungen für mehr Lebensqualität
Digitale und personalisierte Medizin optimieren Prophylaxe, Diagnostik und Behandlung: Bosch Research entwickelt die notwendigen Technologien für das Gesundheitssystem von morgen.
Unser Gesundheitswesen steht vor enormen Herausforderungen. Aufgrund des Fachkräftemangels sowie des demografischen Wandels sehen sich Medizin und Pflege einer wachsenden Anzahl von Patienten gegenüber – bei gleichzeitig abnehmender Zeit für Diagnose und Behandlung. Zudem geht es darum, eine Vielzahl von Patientinnen und Patienten infrastrukturunabhängig auf einem gleich hohen Niveau zu erschwinglichen Kosten versorgen zu können. Digitalisierte und auf künstliche Intelligenz (KI) gestützte Medizintechnik soll Ärztinnen und Ärzten helfen, präziser zu diagnostizieren und über Therapieoptionen zu entscheiden. Moderne, auf Hochleistungschips basierte Testverfahren tragen zudem dazu bei, Krankheiten oder Epidemien zu verhindern. Bosch Research treibt die Entwicklung im Bereich Healthcare seit Jahren mit seinen Forschungsaktivitäten voran. Dabei arbeiten wir eng mit dem Geschäftsbereich Bosch Healthcare Solutions (BHCS) zusammen, der die von uns vorentwickelten Innovationen zur Marktreife bringt und die hohen Umsatz- und Ertragspotenziale dieses Marktes für Bosch realisiert.
Zudem forschen wir gemeinsam mit dem Bosch Health Campus (BHC) an Innovationen in der Tumordiagnostik. Zum BHC gehören das Robert-Bosch-Krankenhaus (RBK), das Robert Bosch Centrum für Tumorerkrankungen (RBCT) und das Institut für Klinische Pharmakologie (IKP) in Stuttgart. In gemeinsamen Projekten arbeiten wir mit dem BHC daran, unsere neuen Lösungen für die automatisierte Diagnostik im klinischen Alltag am Patienten zu validieren. Dort werden unsere Lösungen genutzt, um neue, personalisierte Therapiemöglichkeiten für Patientinnen und Patienten zu entwickeln.
Vorsprung durch Synergien
Zu den Hauptanwendungsfeldern im Bereich Healthcare gehören Labordiagnostiklösungen für den sogenannten „Point of Care“, also Tests, die statt in einem Zentrallabor direkt beim Arzt, in einer Apotheke oder im Krankenhaus wo immer benötigt durchgeführt werden können. Daneben fließt unsere breite Forschung an Internet of Things-Lösungen auch für die Gesundheitsvorsorge oder die Vernetzung medizinischer Geräte für das Krankenhaus der Zukunft ein. Dabei setzen unserer Forscherinnen und Forscher systematisch und zunehmend auf Chiplösungen aus der Mikrosystemtechnik. Die Mikrosystemtechnik bei Bosch in Form von Sensoren und Aktoren ist eine Kernkompetenz und einzigartige Erfolgsstory, die jetzt auch Einzug in die mikrofluidische Vivalytic Plattform von BHCS halten wird. Damit verbinden wir Miniaturisierung, Automatisierung, Konnektivität, Big Data und KI mit unseren diagnostischen Lösungen.
Digital diagnostiziert: Vivalytic optimiert Testverfahren
Als universelle „Lab-on-Chip“-Plattform für die Molekulardiagnostik führt Vivalytic – analog einem Labor auf kleinstem Raum – viele komplexe Tests vollautomatisiert durch. Das System übernimmt den gesamten Prozess von der Probenaufbereitung bis zur Ausgabe der Resultate. Labormitarbeiterinnen und -mitarbeiter füllen das Probenmaterial in eine Kartusche, die bereits alle notwendigen Reagenzien für die Analyse enthält. Danach führen sie die Kartusche in den Vivalytic Analyser ein, der die Analyse selbstständig durchführt. In Zukunft werden sogenannte „Bio-MEMS“ – basierend auf mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) – zum Kern von Vivalytic: Bosch Research hat von Bosch entwickelte MEMS-Technologien erstmals für die Medizintechnik adaptiert und in unserer Vivalytic Plattform integriert.
Vivalytic kommt heute bereits bei unterschiedlichen Testverfahren und an verschiedenen Orten zum Einsatz – von Krankenhäusern über Pflegeheime bis hin zu Flughäfen oder anderen öffentlichen Orten. Dort ermöglicht Vivalytic zum Beispiel, PCR-Tests zum Nachweis von SARS-CoV-2 binnen nur 39 Minuten sicher durchführen zu können.
Mit Cells-on-Chip-Technologie Krebs bekämpfen
Ein weiterer Bereich, der stark an Bedeutung gewinnt, ist die personalisierte Gesundheitsversorgung (engl. Personal Healthcare, PHC). Damit ist ein Behandlungskonzept gemeint, das Patientinnen und Patienten dank moderner (Gen-)Diagnostik schneller zu einer für sie geeigneten Therapie verhelfen kann. In diesem Zusammenhang beschäftigt sich Bosch Research unter anderem mit der Frage, wie mithilfe der Cells-on-Chip-Technologie die Personalisierung von medikamentösen Therapien gegen Krebs verbessert werden kann. Hinter der Cells-on-Chip-Technologie verbirgt sich ein biomimetisches System eines physiologischen Organs, beispielsweise von Nieren, der Leber oder Haut, das auf einem mikrofluidischen Chip aufgebaut ist. Das Zellsystem spiegelt die strukturellen und funktionellen Merkmale des menschlichen Gewebes wider. Dadurch können Reaktionen auf eine Reihe von Reizen antizipiert werden, darunter auch Arzneimittel und Umwelteinflüsse.
Eine innovative Plattform zur Durchführung und Auswertung von Medikamententests an Tumorgewebe soll im Rahmen des vom deutschen Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung geförderten Verbundforschungsprojekts „photiomics“ entstehen.
Ziel der Zusammenarbeit mit akademischen, klinischen und industriellen Kooperationspartnern ist ein Tumorbioreaktor, der es ermöglicht, dünne Schnitte aus Tumorgewebe zu kultivieren und daran die Wirkung von Medikamenten zu testen. Für die Analyse der Medikamentenwirkungen erarbeiten die Partner zudem ein neuartiges analytisches Verfahren, das eine Bildauswertung mittels KI umfasst.
Innovative Healthcare-Lösungen gemeinsam denken
Für Bosch und Bosch Research waren Technologien und Innovationen im Gesundheitsbereich schon immer von großer Bedeutung. Die Corona-Pandemie und ihre Folgen haben die Dringlichkeit einer schnellen und unkomplizierten Diagnostik deutlich gemacht. Hier hat die Bosch Forschung wesentlich dazu beigetragen, dass medizinische Diagnosen noch schneller gestellt werden können – von Infektions- bis hin zu Tumorerkrankungen. Das Ziel ist, die Gefahr der Ausbreitung von Viruserkrankungen zu erkennen oder passgenaue personalisierte Therapien zu entwickeln. Dabei nutzen unsere Forscherinnen und Forscher Kernkompetenzen von Bosch und Bosch Research wie zum Beispiel in der Entwicklung von MEMS-Sensoren, in der Bosch seit mehr als zwei Jahrzehnten weltweit führend ist, oder die interdisziplinäre Aufstellung der Bosch Forschung in den Bereichen künstliche Intelligenz, Chemie und Biotechnologie.
