Im Juni 2025 fiel mit dem Kick-off der Startschuss für das Fraunhofer-Verbundprojekt DUSTIN („Deep Ultrasound powered STimulation for autoImmune Neuromodulation“), das im Rahmen des Fraunhofer PREPARE-Programms gefördert wird. Ziel des interdisziplinären Projekts ist es, ein miniaturisiertes, batterieloses Implantat zu entwickeln, das tief im Körper liegende Nervenäste gezielt stimulieren kann und damit neue Wege in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen eröffnet.

Das Projekt vereint die Expertise der Fraunhofer-Institute IZM, ITEM, ENAS sowie des IMS in einer strategischen Allianz. DUSTIN verfolgt einen technologieoffenen Ansatz, der die Grenzen der bisherigen neurostimulativen Medizintechnik sprengt: Während bisherige Systeme vor allem größere Nervenbündel ansteuern, zielt DUSTIN auf eine hochpräzise Stimulation unmittelbar am Zielorgan, möglich gemacht durch maximale Miniaturisierung und drahtlose Energieversorgung mittels Ultraschall.

»Die Vision hinter DUSTIN ist es, alternative Therapieformen zu ermöglichen, bei denen gezielte Nervenstimulation effektiver und nebenwirkungsärmer wirkt als herkömmliche Medikamente«, erklärt Projektleiter Prof. Karsten Seidl vom Fraunhofer IMS. »Wir bringen unsere Kompetenzen in der Mikrochipentwicklung, Medizintechnik und Systemintegration zusammen, um den Grundstein für zukünftige klinische Anwendungen zu legen. Gleichzeitig profitieren wir vom Know-how unserer Partnerinstitute, die mit ultraschallbasierten Wandlern, biokompatiblen Verpackungen und präklinischer Validierung entscheidende Bausteine für das neuartige, drahtlose Implantat liefern.« 

Vier Fraunhofer-Institute bündeln ihre Schlüsselkompetenzen

Gemeinsam decken die Partner die zentralen Kompetenzbereiche ab: von Neurowissenschaften und angewandter Mikrotechnik über Elektronikentwicklung und innovative Konzepte der drahtlosen Energie- und Datenübertragung bis hin zu Prüfstandentwicklung und Einhaltung regulatorischer Anforderungen (Regulatory Compliance) und der erforderlichen Dokumentation, um die Überführung in die Anwendung zu ermöglichen.

Das IMS entwickelt im Rahmen von DUSTIN einen millimetergroßen Mikrochip mit extrem niedriger Standby-Leistungsaufnahme. Dieser übernimmt die zentrale Steuerung der Implantatfunktionen: Mehrkanal-Stimulation, Signalaufzeichnung und drahtlose Kommunikation.

Ergänzt wird diese Schlüsselkomponente durch die Kompetenzen weiterer Fraunhofer-Institute im Projektkonsortium: Das Fraunhofer ENAS bringt seine ausgewiesene Expertise in der Entwicklung von mikro-elektromechanischen Ultraschallwandlern (MUTs) ein, die für die energie- und datenübertragende Verbindung zum Implantat essenziell sind. Das Fraunhofer IZM entwickelt biokompatible, ultraschalltransparente Gehäusekonzepte und weiche Mikroelektroden zur elektrischen Schnittstelle mit dem Nervengewebe – entscheidend für Langzeitstabilität und Sicherheit. Das Fraunhofer ITEM testet das System schließlich in realitätsnahen Gewebeumgebungen und bereitet die nächsten Schritte zur medizinischen Anwendung vor.  

Mittelfristiges Ziel ist es, mit DUSTIN eine Keimzelle für ein umfassendes, institutsübergreifendes Leistungsangebot innerhalb des Fraunhofer-Verbunds zu schaffen. Das Projekt  läuft vom 01.03.2025 bis zum 29.02.2028 und wird mit insgesamt 3,5 Millionen Euro gefördert. 

Über PREPARE

Das Fraunhofer-Programm PREPARE („PREParation for Applied REsearch“) dient der Förderung strategischer Forschungsvorhaben mit hohem Innovationspotenzial. Mit PREPARE sollen neue technologische Allianzen entstehen und zukunftsweisende Themen frühzeitig aufgegriffen werden. 

DUSTIN steht exemplarisch für die Ziele des PREPARE-Programms: institutsübergreifende, risikoreiche Vorlaufforschung zur Erschließung neuer Geschäftsfelder. Die geförderten Projekte erhalten eine Unterstützung von bis zu 3,5 Millionen Euro und sollen durch technologische Durchbrüche mittel- bis langfristig einen wirtschaftlichen Return on Investment erzielen.

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