Forschung in Tuttlingen: Neues 3D-Material soll Brusttumore langfristig markieren

Am Institut für Werkstoffe und Anwendungstechnik (IWAT) der Hochschule Furtwangen in Tuttlingen arbeitet der Doktorand Soheil Pilehvar an einem Material, das die Behandlung von Brustkrebspatientinnen künftig unterstützen könnte. Im Projekt „Brust-Gewebemarker“ soll ein Tumor langfristig so gekennzeichnet werden, dass seine Lage bei späteren Untersuchungen leichter erkennbar bleibt.

Besonders wichtig wäre das etwa bei einer Ultraschalluntersuchung während eines chirurgischen Eingriffs. Nach der Vorstellung des Projekts könnte ein nur wenige Millimeter großes Teilchen die bisher eingesetzte Methode mit einem eingeführten Draht überflüssig machen. Die Hochschule beschreibt diese Methode als schmerzhaft. Eine solche Ablösung ist allerdings noch keine medizinische Realität: Die jetzt entwickelten Ergebnisse sollen zunächst in der klinischen Anwendung getestet werden.

Glaskügelchen in einem 3D-druckbaren Polymer

Der Weg zu dem neuen Werkstoff war aufwendig. Polymere sind Kunststoffe, die aus vielen miteinander verknüpften Bausteinen bestehen. Dadurch gibt es zahlreiche mögliche Materialvarianten und ebenso viele Verfahren, mit denen sie hergestellt werden können. Das Projektteam fasste seine vielen Versuchsreihen und Testkombinationen deshalb in einer umfangreichen Matrix zusammen.

Den entscheidenden Ansatz lieferte schließlich ein Material, das in der Medizintechnik eher ungewöhnlich ist und ursprünglich aus der Luft- und Raumfahrt stammt: In ein Polymer wurden mikroskopisch kleine Glaskügelchen eingebunden. Der Werkstoff kann additiv, also mit einem 3D-Drucker, hergestellt werden. Damit müssen Material und Herstellungsverfahren gemeinsam betrachtet werden. Ein geeignetes Material kann nach Pilehvars Erklärung dennoch ungeeignet sein, wenn das Verfahren nicht passt – und umgekehrt.

Zu den Ergebnissen haben Pilehvar, IWAT-Leiter Prof. Dr. Hadi Mozaffari Jovein und der Kollege Rashid Heidari mehrere Fachartikel veröffentlicht. Der nächste Schritt ist nun die Erprobung in der klinischen Anwendung. Die Hochschule nennt dabei weder einen konkreten Beginn der Tests noch eine beteiligte Klinik.

Doktorand mit mehreren Forschungsprojekten

Pilehvar ist 38 Jahre alt und forscht nicht nur am Brust-Gewebemarker. An der HFU entwickelt er außerdem Implantate für die Bandscheibe und das Becken. Diese Arbeiten bilden das Thema seiner Promotion, die als Kooperation zwischen der Hochschule Furtwangen und dem Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Technischen Fakultät der Universität Freiburg läuft.

Sein fachlicher Weg begann im Iran. Dort absolvierte Pilehvar zunächst einen Bachelor als Polymer Engineer und anschließend einen Master im Bereich Polymer-Kompositmaterialien. Als Research Engineer für eine große iranische Holding führten ihn zahlreiche Dienstreisen nach China und Europa. Dabei gewann er Einblicke in Forschungs- und Entwicklungsarbeit und interessierte sich besonders für Deutschland.

Über seine intensive Recherche nach Fachartikeln und neuen Ideen stieß Pilehvar auf Prof. Dr. Hadi Mozaffari Jovein, der das IWAT leitet und international für seine Forschung auf dem Gebiet der Materialwissenschaften bekannt ist. Fünf Jahre lebte Pilehvar zunächst in Berlin, bevor sich die Möglichkeit zur Zusammenarbeit in Tuttlingen ergab. Ein halbes Jahr nach seinem eigenen Umzug zog auch seine Frau in die Donaustadt. Nach Angaben der Hochschule fühlt sich das iranische Paar inzwischen heimisch und pflegt unter anderem Kontakte zu deutschen Nachbarn.

Parallel zu Promotion und wissenschaftlicher Arbeit baut Pilehvar ein eigenes Start-up für Nanofasern auf. Als Familienvater richtet er seinen Alltag zudem nach seinem kleinen Sohn. Die Hochschule zeichnet ihn damit als Forscher mit mehreren gleichzeitigen Aufgaben aus: wissenschaftlicher Mitarbeiter, Doktorand, Gründer und Familienvater.

Abschluss in den kommenden Monaten geplant

Nach dem Abschluss des Projekts und seiner Promotion in den kommenden Monaten will sich Pilehvar neuen Herausforderungen widmen. Er kann sich vorstellen, sein Start-up selbstständig weiterzuentwickeln. Ebenso hält er eine weitere Tätigkeit in der Forschung für möglich. Wie es mit dem Brust-Gewebemarker nach den geplanten klinischen Tests weitergeht, hängt von den Ergebnissen dieser nächsten Entwicklungsphase ab.

Vorgestellt wird Pilehvar in der HFU-Serie „HFU Doc Stories“. Die Reihe rückt den wissenschaftlichen Nachwuchs der Hochschule in den Mittelpunkt. Nach Angaben der HFU arbeiten dort mehr als 80 Promovierende an Forschungsprojekten und Dissertationen. Das Tuttlinger Projekt verbindet dabei Materialwissenschaft, 3D-Druck und medizinische Anwendung mit einer konkreten möglichen Verbesserung bei der späteren Auffindbarkeit von Brusttumoren.