Der Gesundheitssektor befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel. Der Schwerpunkt verlagert sich zunehmend von der reinen Behandlung von Krankheiten auf die langfristige Erhaltung der Gesundheit durch präventive Maßnahmen. Dieser Paradigmenwechsel erfordert innovative Strategien, die kontinuierlich und umfassend eine Vielzahl von Gesundheitsparametern über verschiedene Zeitskalen erfassen und Überwachung und Therapie in Echtzeit integrieren. Das KIT adressiert die Medizintechnologien der Zukunft mit einem einzigartig integrativen Ansatz, der Ingenieurwissenschaften, Lebenswissenschaften, Materialforschung, Informatik und KI zusammenführt. Im Zentrum steht die Entwicklung neuer Technologien zur personalisierten, datengetriebenen und präventiven Gesundheitsversorgung. Durch die enge Verzahnung von Grundlagenforschung, Technologieentwicklung und Translation entstehen am KIT richtungsweisende Innovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette — von der Molekül- und Materialebene bis zur kliniknahen Anwendung.

Ein zentrales Element ist das KIT Zentrum für Gesundheitstechnologien, das die Forschung in den Bereichen Digitalisierung, Robotik, additive Fertigung, Biosensorik, Organoide, Organs-on-Chip, Biofabrikation, hochaufgelöste Bildgebung und KI-basierte Diagnostik bündelt. Hier entstehen adaptive Systeme, die weit über die heutigen Wearables hinausgehen und die Gesundheit kontinuierlich und minimalinvasiv erfassen, Krankheitsverläufe prognostizieren und Behandlungen personalisieren können. Ergänzt wird dieser Ansatz durch die Entwicklung multiskalenübergreifender digitaler Zwillinge von der Zelle über das Herz bis hin zum virtuellen Patientenzwilling, die es ermöglichen, Erkrankungen frühzeitig zu erkennen, personelle Therapien zu simulieren und letztendlich auch Tierversuche durch digitale Ersatzmodelle bis auf das Minimum zu reduzieren.

Mit digitalen Methoden zur tierversuchfreien Forschung

Das KIT hat sich hier mit dem 3R-Zentrum 3ROCKIT im 3R-Netzwerk Baden-Württemberg, strategisch positioniert, um den Übergang in eine tierversuchsreduzierte Zukunft wissenschaftlich und technologisch voranzutreiben. 3ROCKIT entwickelt neue Methoden und Modelle zur Reduktion, Verfeinerung und zum Ersatz von Tierversuchen und erweitert diese Prinzipien um Robustheit, Reproduzierbarkeit und Transparenz (Registrierung). In enger Verbindung zu KITHealthTech schafft das Zentrum eine Brücke zwischen zellbasierten Systemen, Organoiden, Organs-on-Chip-Technologien und digitalen Patienten- und Organzwillingen und etabliert damit eine international sichtbare Plattform für ethisch verantwortbare, datengetriebene und nachhaltige biomedizinische Forschung.

Nachhaltige Gesundheitstechnologien

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der nachhaltigen Entwicklung von Medizintechnologien, die durch den Einsatz kreislauffähiger Materialien und ressourcenschonender Herstellungsprozesse realisiert wird. Am KIT werden neue Materialsysteme erforscht, die sowohl biokompatibel als auch wiederverwertbar sind, um den ökologischen Fußabdruck von Medizintechnik – von Implantaten bis zu Diagnosesystemen – langfristig zu reduzieren. Diese Forschung verbindet Werkstoffinnovation mit Nachhaltigkeitsprinzipien und schafft eine neue Generation „grüner“ Medizintechnologien. Nachhaltigkeit wird dabei auch auf die digitale Dimension ausgeweitet: Die datenintensive Forschung im Bereich KI, Simulation und digitaler Zwillinge nutzt die energieeffiziente Hochleistungsrecheninfrastruktur des Großrechners HOREKA am KIT. HOREKA zählt zu den leistungsfähigsten und zugleich energieeffizientesten Supercomputern Europas und ermöglicht die ressourcenschonende Verarbeitung großer Datenmengen, die für personalisierte Medizin, KI-gestützte Diagnostik und virtuelle Gesundheitsmodelle unerlässlich sind. Damit wird nachhaltige Medizintechnologie nicht nur materiell, sondern auch digital umgesetzt.

Autonome Forschungsplattformen für die personalisierte Medizin

Zukunftsweisend ist zudem die Integration von Self-Driving Labs (SDL), die als hochautomatisierte und autonome Forschungsplattformen die Entwicklung und Validierung neuer Medizintechnologien durch KI massiv beschleunigen. Sie verknüpfen Robotik, Chemie, Biologie und adaptive Fertigungsprozesse mit KI, um Biomaterialien, intelligente Implantate und miniaturisierte Sensorik und Wearables/ Healthables mit bisher unerreichter Präzision und Geschwindigkeit zu entwickeln. Die enge Verbindung zu Beschleuniger- und Detektortechnologien des KIT schafft dabei eine exzellente Basis für hochauflösende Bildgebung, Diagnostik  und Präzisionsradiotherapie.