TREAT-RDS (Translationale Modellierungsansätze zur Bewertung und Optimierung von Behandlungsstrategien beim neonatalen Atemnotsyndrom)

MA23, Call 41: Forschung an den Wiener Fachhochschulen (inkl. Infrastruktur)

(MA23 – Projekt 41-14, TREAT-RDS)

Das Atemnotsyndrom (Respiratory Distress Syndrome – RDS) stellt eine der häufigsten und
schwerwiegendsten Komplikationen bei Frühgeborenen dar. Ursache ist ein Mangel an pulmonalem Surfactant, der zu alveolärem Kollaps und eingeschränktem Gasaustausch führt. Obwohl die Surfactant-Substitutionstherapie als lebensrettender Standard etabliert ist, ist die konventionelle Bolusapplikation semi-invasiv und mit Risiken wie ungleichmäßiger Verteilung, Atemwegstraumata und langfristigen Lungenschäden verbunden. Die aerosolbasierte Surfactant-Applikation gilt als vielversprechende, weniger invasive Alternative, deren Wirkmechanismen, Effizienz und optimale Anwendungsparameter bislang jedoch unzureichend verstanden sind.

Da die herkömmliche Verwendung von Tiermodellen aufgrund der einzigartigen physiologischen
Komplexität der neonatalen Lungenreife nur eingeschränkt auf den Menschen übertragbar ist,
entwickelt TREAT-RDS eine hochpräzise technologische Alternative. Das Projekt etabliert eine
multimodale Simulationsplattform, die physische Lungenmodelle (xPULM™) mithilfe von ex-vivo
Organen mit fortschrittlichen numerischen Simulationsmethoden kombiniert. Dieser hybride Ansatz ermöglicht die systematische Evaluierung und Optimierung von Behandlungsstrategien unter realistischen Bedingungen und leistet einen wesentlichen Beitrag zur 3R-Strategie (Replace, Reduce, Refine), indem die Notwendigkeit invasiver in-vivo Tierversuche erheblich reduziert wird. Die für die Simulationen benötigten Lungen werden durch Organ-Pooling oder aus einem Schlachthofprozess gewonnen, wodurch Organe genutzt werden, die andernfalls entsorgt werden müssten.

Der klinische Aspekt wird durch die enge Einbindung von Partnern der Medizinischen Universität Wien und der Salzburger Landeskliniken abgebildet. Deren Expertise ermöglicht die Definition realitätsnaher therapeutischer Szenarien und garantiert, dass die Forschungsergebnisse unmittelbar in den Kontext der neonatalen Intensivmedizin gestellt werden können. Aufbauend auf einem erfolgreichen Proof-ofConcept-Projekt und vorangegangenen Publikationen in Q1-pädiatrischen Fachzeitschriften fungiert TREAT-RDS als wichtige Schnittstelle zwischen den Ingenieurwissenschaften und dem klinischen Umfeld.

Ergänzend zur Forschung steht die Lehre im Mittelpunkt, zu der das Projekt an der Fachhochschule Technikum Wien (FHTW) einen wesentlichen Beitrag leistet. Die entwickelten Konzepte zur Standardisierung von biomedizinischen Simulationsprotokollen lassen sich über die spezifische RDSAnwendung hinaus verallgemeinern und in den Lehrplan zahlreicher Studiengänge im Bereich Medizintechnik integrieren, insbesondere in den Fakultäten Life Science Engineering und Computer Science & Applied Mathematics.

Das Vorhaben unterstützt konkret das Schlüsselthema „Wien als Gesundheitsmetropole“ der Strategie WIEN 2030, indem es die Präzisionsmedizin für vulnerable Patientengruppen durch innovative, evidenzbasierte Simulationsumgebungen stärkt. Im Sinne des Digitalen Humanismus ersetzt TREATRDS belastende Tierversuche durch ethisch vertretbare, hochgradig reproduzierbare technologische Modelle und festigt damit die Rolle Wiens als Standort für Human-Centered Solutions. Die Ergebnisse werden auf internationalen Konferenzen vorgestellt, in Workshops mit klinischen Partnern diskutiert und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Team und Besetzung:

Projektleitung:

Projektmitarbeiter*innen:

Ziele für nachhaltige Entwicklung der UNO