Kosteneffiziente personalisierte in silico Produktentwicklung

Patienten-spezifische Funktions- und Wirksamkeitsanalysen von Implantaten können derzeit in klinischen Studien nicht ermittelt werden. Dieses Problem kann durch verifizierte und validierte (V&V) in silico Analysen des Patienten zusammen mit dem Produkt gelöst werden. Dafür werden smarte virtuelle Prozesse aus der medizinischen Bilddatenerfassung und -analyse sowie biomechanische Experimente, in silico Menschsimulationen und CAE (Computer-Aided Engineering) der Produkte benötigt. Derzeit fehlen diese Möglichkeiten in den Unternehmen. Eine zulassungskonforme in silico Implantatanalyse an einer großen Anzahl an Patienten (>1000) kann realistisch unter physiologischer und biomechanischer Umgebung zu einem Bruchteil des Zeitaufwands und der Kosten von klinischen Implantatstudien erfolgen. Die in silico Studien haben den weiteren Vorteil, dass aus den komplexen Simulationen neues detailliertes Wissen über das dynamische Zusammenspiel des Implantats mit dem Patienten geschaffen werden. Der Großteil dieser neu gewonnenen in silico Analysedaten ist real an Probanden aus technischen oder ethischen Gründen gar nicht messbar. Je besser aber ein Implantat auf die Mobilität und Physiologie des Patienten abgestimmt werden kann, desto besser wird es funktionieren. Ein aktiver sportlicher Patient erwartet von seinem Implantat andere Funktionalitäten als ein moderat aktiver. Dadurch werden längerfristig weniger Revisionen zu erwarten sein und auch das Vertrauen der Patienten in die Implantate wird gestärkt. Effiziente virtuelle menschzentrierte Prozesse ermöglichen somit längerfristig Kostenreduktionen und schaffen neue Innovationspotentiale. Sie können auch den Zulassungsprozess von Implantaten durch die digitale Prüfung beschleunigen.

Bio-Struktur-Interaktion – Produkt & Datenmanagement

Durch die stetig wachsende Menge an Mess- und Simulationsdaten wird der Prozessablauf kontinuierlich verbessert und automatisiert. Mit der zusätzlichen Verknüpfung von intelligenten Datenmanagementsystemen wird die personalisierte Produktanpassung an den Nutzer immer besser und schneller realisierbar. Langfristig ist davon auszugehen, dass durch personalisierte und individuell angepasste Produkte bei ganzheitlicher Betrachtung von Therapien eine Kostensenkung gegenüber Massenprodukten durch effizientere Therapieauslegung möglich wird. Massenprodukte bieten meist nur kundenspezifische Design-Spezifikationen oder nur eine Auswahl aus wenigen bereits definierten Produktgrößen ohne die biomechanische personalisierte Auslegung zu adressieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein personalisierter und kosteneffizienter digitaler Produktanalyseprozess die Ärzte, Physiotherapeuten, Orthopädietechniker und Hersteller von Implantaten in ihren alltäglichen komplexen Entscheidungsprozessen auf der Grundlage von validen physikalischen Parametern unterstützen kann.

Leistungen:

• Entwicklung und durchführen von virtuellen in silico Funktions- und Wirksamkeitsanalysen für Orthesen und Implantate
• Zulassungskonforme klinische in silico Implantatstudien mit hoher Anzahl an Probanden >1000 (real oder generisch erzeugte Daten)
• Unterstützung bei der technischen Realisierung von Businessmodellen, die auf der personalisierten Auslegung von Produkten beruhen
• Kunden-spezifische in silico Modellentwicklung und Beratung in V&V Prozessen für kosteneffiziente CAE-Anwendungen
• Entwicklung und Beratung von virtuellen und digitalen Prozessen für die Evidenz-basierte personalisierte Produktprüfung und -entwicklung in Unternehmen