Die Deutsche Agentur für Transfer und Innovation (DATI) des
Bundesforschungs-Ministeriums (BMBF) hat ein neues Format, um Innovationen
aus der Forschung schneller in die Praxis zu bringen: Für DATIpilot gab es
deutschlandweit etwa 3000 Bewerbungen. Das Institut für Sensor- und
Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg war mit seiner Idee erfolgreich
und erhält 150.000 Euro Förderung. Master-Student Jan Lützelberger und
Prof. Dr. Klaus Drese von der Hochschule Coburg überzeugten mit
„UltraHip“, einer Sensorik zur Früherkennung von Hüftprothesen-Lockerungen
mithilfe von Ultraschall.

Zwei Millimeter sind zu viel. „Das ist wie ein dicker Pappkarton“, sagt
Jan Lützelberger. Aber erst wenn ein so dicker Spalt zwischen Hüftprothese
und Knochen klafft, wird das Problem auf dem Röntgenbild deutlich
sichtbar. „Mit unserem neuen, ultraschallbasierten Verfahren können wir im
Mikrometerbereich messen. Eine Prothesenlockerung wird auf diese Weise
schon erkannt, wenn der Spalt nur so dünn ist wie ein Blatt Papier.“ Die
frühzeitige Diagnose hat das Potenzial, Schmerzen, Komplikationen beim
Folgeeingriff und stärkere Knochenschädigungen zu vermeiden. Lützelberger
hat das neue Messverfahren im Rahmen seiner Bachelorarbeit am Institut für
Sensor- und Aktortechnik (ISAT) entwickelt. Der Sonneberger hat Technische
Physik an der Hochschule Coburg studiert und suchte ein praxisnahes
Abschlussarbeitsthema. Angewandte Forschung ist ihm wichtig. Er wollte
„etwas, das auch den Menschen hilft. Und jeder kennt doch jemanden, der
eine künstliche Hüfte hat.“

Eine geniale Verbindung von Körper und Technik - aber nicht für die
Ewigkeit

Der Einsatz eines künstlichen Hüftgelenks ist einer der häufigsten
medizinischen Eingriffe in Deutschland. Eine Routine-OP: Ins weiche Mark
im Inneren des Oberschenkelknochens wird ein metallischer Prothesenschaft
geschlagen. Als Gelenk wird darauf eine Kugel geschraubt, die wiederum mit
einer Pfanne im Becken verbunden wird. Im Oberschenkel bildet sich dann
neuer Knochen, der den Prothesenschaft umschließt und die Prothese hält.
„Cool, oder? Was der menschliche Körper alles kann, ist - “, Jan
Lützelberger schüttelt den Kopf, in seinen Augen strahlt Begeisterung:
„einfach Wahnsinn!“ Eine künstliche Hüfte ist eine geniale Verbindung von
Körper und Technik. Aber sie hält nicht ewig. Mal liegt es an einer
bakteriellen Infektion, mal ist‘s einfach Abnutzung: Irgendwann lockert
sich das Implantat. Klassische medizinische Verfahren wie Röntgen oder CT
sind nicht geeignet, um das frühzeitig festzustellen. Deshalb kamen Ärzte
des Regiomed-Klinikum Coburg mit dem ISAT ins Gespräch. Dr. Alexander
Franck, Oberarzt für Orthopädie und Unfallchirurgie, unterstützt das
UltraHip-Team schon lange mit seiner medizinischen Expertise.

Spaltmessung mithilfe von Schallwellen

ISAT-Leiter Prof. Dr. Klaus Drese berichtet, dass bereits 2017 die Idee
entstand, den Abstand zwischen Hüftprothese und Knochen mithilfe von
Schallwellen zu ermitteln. „Ursprünglich gab es den Ansatz, mit
sogenannten geführten Wellen zu arbeiten. Auf die jetzige Methodik sind
wir über andere Projekte gestoßen“, erklärt Drese. Auf den Oberschenkel
wird ein Schallwandler aufgesetzt, ein Gerät, das etwa die Größe und Form
eines Lippenstiftes hat. Es sendet und empfängt Schallwellen. Fleisch,
Knochen, Spalt, Metall: Jede Schicht verändert die Schallwellen und genau
diese Veränderung wird per Software ausgewertet, um punktgenaue
Informationen über den Spalt zu erhalten – wie dick er ist und was sich
darin befindet. „In dem Thema steckte eine große Chance.“ Drese nickt
seinem Studenten dabei anerkennend zu. Jan Lützelberger hat die Chance
genutzt.

Die Ergebnisse seiner Bachelorarbeit wurden vergangenes Jahr bereits in
einem bedeutenden wissenschaftlichen Fachmagazin, dem Journal Sensors,
veröffentlicht, er präsentierte sie auch schon auf einer Konferenz. Im
März wird ihn die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) den Georg-
Simon-Ohm-Preis feierlich überreichen. Viel Ansehen für einen 24-jährigen
Nachwuchs-Wissenschaftler. „Ich habe viele verschiedene Aspekte
mitbekommen“, erzählt er. Medizinerinnen und Mediziner denken anders als
Physiker oder Physikerinnen. „Und die Firmen haben wieder einen ganz
anderen Fokus. Durch die Anwendungsnähe am ISAT fühle ich mich einfach
fitter als wenn ich alles im Studium nur theoretisch gelernt hätte.“ Seit
dem Bachelorabschluss studiert er Simulation und Test an der Hochschule
Coburg und schreibt jetzt schon an seiner Masterarbeit zur neuen
Ultraschall-Messtechnik.

Erfolg beim DATI-Pitch

Drese erklärt: „Ziel ist, die Technologie so weiterzuführen, dass sie zu
einer Firma transferiert werden kann. Wir suchen einen Industriepartner.“
Für die Weiterentwicklung gibt es nun schon einmal 18 Monate lang
Unterstützung durch die Deutsche Agentur für Transfer und Innovation
(DATI) des Bundesforschungsministeriums. Das neue Konzept DATIpilot soll
gute Ideen und Forschungsleistungen schneller zu den Unternehmen und zu
den Menschen bringen. Von 3000 eingereichten Projekten wurden 600 dazu
eingeladen, ihre Idee im Rahmen eines Pitch-Vortrags auf der Bühne zu
präsentieren – bei 23 Veranstaltungen zwischen November 2023 und März 2024
in verschiedenen deutschen Städten. Wer eingeladen ist, gehört automatisch
auch zur Jury, die entscheidet, welche Projekte eine Förderung erhalten.
Mit dem besonders innovativen Gedanken, dem hohen gesellschaftlichen
Nutzen, einer passenden Umsetzungsstrategie und einem mitreißenden Pitch
konnte „UltraHip – Nicht-Invasives Ultraschall-Messverfahren zur
Frühdiagnostik der Lockerung bei Hüftprothesen“ das Publikum überzeugen.

Nach vier Jahren Laufzeit endete nun das europäische
Forschungsprojekt EuroSea mit der Veröffentlichung seines
Abschlussberichts, dem „Legacy Report“. Unter der Leitung von Dr. Toste
Tanhua vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel brachte
EuroSea 53 Partner aus 16 Ländern zusammen. Die Ergebnisse geben einen
Kurs vor für eine ganzheitlichere und nachhaltigere Ozeanbeobachtung und
-vorhersage, sowohl in Europa als auch darüber hinaus.

Mit der Veröffentlichung des Abschlussberichts, dem „Legacy Report“,
erreicht das europäische Projekt EuroSea zur Verbesserung von
Ozeanbeobachtung und Vorhersagen nach vier Jahren Laufzeit seinen
erfolgreichen Abschluss. Die im Bericht enthaltenen Erkenntnisse und
Empfehlungen bieten wertvolle Einsichten für die Weiterentwicklung des
Wissens über die Meere und einer wissenschaftlich fundierten Blue Economy
in aller Welt.

Unter der Leitung von Dr. Toste Tanhua, Chemischer Ozeanograph am GEOMAR
Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel brachte EuroSea mehr als 150
Expert:innen von 53 Partnerinstitutionen aus 16 Ländern zusammen. Die
Europäische Union förderte das Projekt mit 12,6 Millionen Euro.

Der abschließende „Legacy Report“ empfiehlt einen ganzheitlichen und
integrierten Ansatz zur Ozeanbeobachtung und -vorhersage. Von der Stärkung
des Europäischen Ozeanbeobachtungssystems (European Ocean Observing
System, EOOS) und der Unterstützung des Globalen Ozeanbeobachtungssystems
(Global Ocean Observing System, GOOS) bis hin zur Förderung von
Entwicklungen in der Blue Economy und der Information politischer
Entscheidungen entfaltete EuroSea einen bedeutenden Einfluss auf die
marinen Wissenslandschaft und entsprechende Innovationen.

Der Bericht unterstreicht das Engagement von EuroSea für die
Bereitstellung von Meeresdaten entsprechend des FAIR-Prinzips (Findable,
Accessible, Interoperable, and Reusable – auffindbar, zugänglich,
interoperabel und wiederverwendbar), die Verbesserung von Modellierungs-
und Vorhersagefähigkeiten und die Konsolidierung dieser Fortschritte in
nutzerorientierten Diensten. Als Zusammenfassung der Wirkung von EuroSea,
das auf vielen verschiedenen Ebenen der Ozeanbeobachtung und Vorhersage
Spuren hinterlässt. Neben der Leitung dieses innovativen Projekts
lieferten GEOMAR-Forschende weitere wichtige Beiträge zum Erfolg von
EuroSea.

Die Wissenschftler:innen untersuchten rechtliche Aspekte innovativer
Ozeanbeobachtungen und bestehende Lücken im europäischen System zur
Beobachtung und Vorhersage. Sie beurteilten Kohlenstoffflüsse für den
tropischen Atlantik. Und sie sammelten und analysierten Forschungsdaten
mit einer Vielzahl von Plattformen, darunter auch innovative Ansätze.
Hiermit trugen sie entscheidend bei zur Entwicklung von Syntheseprodukten
wie dem Datensatz über den Kohlendioxidgehalt der der Oberfläche von
Weltmeeren und Küstengewässern – dem Surface Ocean CO₂ Atlas (SOCAT) – und
dem internationalen Satz biogeochemischer Daten von der Oberfläche bis zum
Meeresboden – dem Global Ocean Data Analysis Project (GLODAP) – und
verbesserten die internationale und interdisziplinäre Koordination von
Meeresbeobachtungen. Dies half, die an der Nutzung von Ozeanbeobachtungen
und -vorhersagen interessierten Akteur:innen zu informieren, zu
integrieren und zu vernetzen. Außerdem erhielten öffentliche und
politische Entscheidungstragende neue wertvolle Erkenntnisse über die
Bedeutung langfristiger und nachhaltiger Ozeanbeobachtung und -vorhersage
für Bereiche wie Aquakultur, Fischerei, Hafenlogistik, Seeverkehr, Wetter
und Tourismus.

„Das Vermächtnis von EuroSea geht über technologische Fortschritte hinaus
und unterstreicht die Bedeutung von Zusammenarbeit, Koordination und einem
nachhaltigen, fundierten Ansatz. Wir hoffen, dass unsere Errungenschaften
die Voraussetzungen für eine effektivere, effizientere und wirkungsvollere
Zukunft der Ozeanbeobachtung und -vorhersage auf globaler Ebene schaffen“,
sagt EuroSea-Koordinator Dr. Toste Tanhua.

Zufrieden mit dem Verlauf und dem Ende des Projekts, fügt EuroSea-
Managerin Nicole Köstner hinzu: „Entscheidend für den Erfolg des Projekts
war die außergewöhnlich gute und vertrauensvolle Zusammenarbeit und
Kommunikation zwischen allen 53 Projektbeteiligten. Die Projektaufgabe
wurde gemeinsam mit großem Engagement angegangen, und der Erfolg des
Projekts zeigt einmal mehr, dass Herausforderungen, die unsere Ozeane
betreffen, nicht von Einzelnen, sondern nur von gut eingespielten Teams
gelöst werden können.“

Originalpublikation:
Eparkhina, D. (2023): EuroSea Legacy Report. EuroSea Deliverable, D8.12.,
doi: 10.3289/eurosea_d8.12

Die Borkenkäferlage rund um den Großen Falkenstein im nördlichen Bereich
des Nationalparks Bayerischer Wald hat jüngst viel Aufmerksamkeit
erfahren. Um in die teils emotional geführten Debatten noch mehr Fakten
einbringen zu können sowie weiterhin ein wissenschaftlich fundiertes
Borkenkäfermanagement zu betreiben, haben sich nun drei Partner auf ein
intensiviertes Borkenkäfer-Monitoring im Bereich der Schutzgebietsgrenze
im Landkreis Regen geeinigt.

Dafür unterzeichneten die Leiterin des Nationalparks Bayerischer Wald,
Ursula Schuster, der Präsident der Landesanstalt für Wald und
Forstwirtschaft (LWF), Dr. Peter Pröbstle, sowie der Bereichsleiter
Forsten am Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Regen, Christoph
Salzmann, in Ludwigsthal eine Kooperationsvereinbarung.

Die drei Institutionen arbeiten bereits seit 2010 im Bereich des
Borkenkäfermonitorings zusammen. Mit einer Kooperationsvereinbarung
verpflichten sie sich nun, das Monitoring des „Buchdruckers“ in den
nächsten Jahren noch weiter zu intensivieren. Der Buch-rucker ist eine
Borkenkäfer-Art, welche aktuell überall in Mitteleuropa ganze
Fichtenwälder zum Absterben bringt. „Mit unserem intensivierten Monitoring
behalten wir die Borkenkäfersituation noch besser im Blick und können auch
kommende Entwicklungen dokumentieren“, sagte LWF-Präsident Pröbstle beim
Unterzeichnungstermin. Dafür sollen doppelt so viele Monitoringfallen wie
bisher eingesetzt werden – und zwar in einem Korridor von bis zu drei
Kilometern beidseits der Nationalparkgrenze, vornehmlich zwi-schen der
Trinkwassertalsperre Frauenau und Bayerisch Eisenstein. Anhand der Fallen
können beständig Aussagen zur aktuellen Intensität und räumlichen
Ausdehnung von Buchdrucker-Aktivitäten getroffen werden.

Neben den Fallen am Boden wird auch die Beobachtung der Waldbestände aus
der Luft erweitert und deckt dann einen Korridor von drei Kilometern rund
um den Nationalpark ab, was ebenfalls einer Verdopplung der aktuell
erfassten Datenlage entspricht. „Wir brauchen diese Daten für unser
Borkenkäfermanagement, aber wir wollen gleichzeitig auch die angrenzenden
Privatwaldbesitzer mit geeignetem Datenmaterial unterstützen“, betonte
Ursula Schuster. „Gerade deshalb ist die Kooperation mit der Bayerischen
Forstverwaltung ein wichtiges Zeichen an die Region: Nationalpark,
Forstamt und LWF werfen nochmal verstärkt ein Auge auf die Entwicklung der
Borkenkäferlage.“

„Es ist einfach wichtig, Entscheidungen nicht aufgrund von Gefühlen zu
treffen, sondern aufgrund von wissenschaftlichen Grundlagen“, betonte
Forstbereichsleiter Salzmann vom AELF Regen. „Dazu werden die Ergebnisse
transparent weitergegeben, um eine solide Datenbasis für sachliche
Diskussionen zu haben.“ Über die angestrebte Erweiterung des Monitorings
habe man zum Beispiel bereits im Vorfeld den „Runden Tisch Borkenkäfer“
informiert, dem zahlreiche Waldbesitzer rund um den Nationalpark
angehören.

Über die aktuell erfassten Daten werden aber nicht nur die Waldbesitzer in
der Region bei regelmäßigen Treffen informiert. Die wöchentlichen
Buchdrucker-Fangzahlen sind unter www.borkenkaefer.org für alle
Interessierten einsehbar. Dank der Kooperationsvereinbarung wurde die
erfolgreiche, aber bisher formlose Zusammenarbeit „auf langfristige und
nachhaltige Beine gestellt“, so Ursula Schuster. Für fünf Jahre sei das
nun beschlossene Vorgehen besiegelt. „Wir gehen aber davon aus, dass wir
auch danach wei-termachen“, sind sich alle drei Partner sicher.