■ [ FOKUS FORSCHUNG ] Blick in das Innere lebender Zellen Optische Mikroskope | Mit einem winzigen Lichtmikroskop wollen Wissenschaftler im EU-Projekt Chip Scope in das Innere lebender Zellen blicken. Die Technische Universität Braunschweig beteiligt sich am EU-Forschungsprojekt Chip Scope, das eine neue Genera - tion optischer Mikroskope zur Erforschung der Nanowelt realisieren soll. Ziel ist ein extrem kleines Lichtmikroskop, mit dem das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden kann. Dazu müssen sehr kleine LEDs mit nur 50 nm Durchmesser entwickelt werden, tausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars. Im Gegensatz zu konventionellen optischen Mikroskopen erfolgt die Beleuchtung durch extrem kleine, individuell ansteuerbare Lichtquellen, nicht mittels eines breiten Beleuchtungsfeldes und winziger Detektoren in der Kamera. Dies ermöglicht die Rekonstruktion eines Durchlichtbildes und somit in Echtzeit hochauflösende optische Mikroskopie von extrem kleinen Strukturen, wie Bakterien, oder von Vorgängen innerhalb lebender Zellen. Für das nur wenige Millimeter große Mikroskop sind viele Einsatzmöglichkeiten vorstellbar. Die Projektpartner haben sich eine Anwendung herausgegriffen: Anhand medizinischer Laboruntersuchungen wollen sie Zellveränderungen veranschaulichen, die bei idiopathischer Lungenfibrose (IPF) auftreten. Diese Galliumnitrid-LED-Chip mit optobiomedizinischen chemischen Sensoren Zellveränderungen sollen mit dem Mikroskop im Inneren der lebenden Zellen und in Echtzeit beobachtet werden können. Die neuen Mikroskope werden den Angaben zufolge kostengünstig und einfach benutzbar sein. Dies soll die Forschung in der Medizin, Biologie und Biotechnologie sowie anderen Fachgebieten unterstützen und beschleunigen. Auch für Entwicklungsländer soll das kompakte Mikroskop interessant werden, da direkt vor Ort kostengünstig höchstauflösend mikroskopiert werden kann, um etwa Krankheitserreger zu identifizieren. Koordiniert wird das Projekt, an dem sich über vier Jahre sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen, von der Universität Barcelona. Zu den Partnern zählen das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Technischen Universität Braunschweig, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (Lena). www.tu-braunschweig.de/mib/lena Bild: Hutomo Suryo Wasisto / TU Braunschweig Hochleistungsgläser Universität Jena unterstützt slowakisches Exzellenzzentrum Fun Glass 3D-Silikongitter Bessere Medikamenten-Tests an humanen Stammzellen Die Universität Jena unterstützt slowakische Partner maßgeblich beim Aufbau eines Exzellenzzentrums für Hochleistungsgläser in Trenčín. Im Mittelpunkt der Forschungen werden insbesondere funktionale Eigenschaften von Glas und deren Nutzung in neuen Anwendungen stehen. Es soll erforscht werden, wie sich Bild: Jan-Peter Kasper/FSU Glaseigenschaften etwa durch Variation der chemischen Zusammensetzung verändern und so neue Funktionalitäten entstehen können. Ein mögliches Anwendungsfeld ist neben der Solarenergie die Medizintechnik. Die Europäische Kommission unterstützt das Projekt „Zentrum für funktionale und oberflächenfunktionalisierte Gläser“ – kurz Fun Glass – mit 15 Mio. Euro, weitere 10 Mio. Euro stellt die slowakische Regierung bereit. Neben der Friedrich-Schiller-Universität Jena sind die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die Universität Padua sowie das Institut für Keramik und Glas in Madrid beteiligt. Das Team des Jenaer Lehrstuhls für Glaschemie übernimmt die führende Rolle beim Aufbau des Bereichs „Funktionelle Gläser“. www.uni-jena.de Wissenschaftler der Leipziger Universitätsmedizin sind in einem neuen Verbundprojekt auf der Suche nach der perfekten Geometrie. Menschliche Stammzellen sollen sich auf einem 3D-Silikongitter extern ansiedeln und so agieren, wie sie es auch im menschlichen Körper tun. So lässt sich die Wirkung etwa von Medikamenten auf den Organismus vorhersagen, ohne dass ein Tierversuch nötig ist. Im Forschungsprojekt „Konzeption einer 3D-Silikonstruktur für die Kultur von Säugetierzellen“ werden dazu menschliche Stammzellen aus dem Fettgewebe so differenziert, dass sie wie eine organische Leberzelle agieren, und auf einem 3D-Silikongitter ausgesät. Sie besiedeln diese Form, wie sie wollen: Ihre natürlichen Eigenschaften bleiben erhalten. www.uni-leipzig.de 72 medizin&technik 03/2017
Impfstoffe Viren mit Elektronenstrahlen zuverlässig inaktivieren Knorpelregeneration Körpereigenes Reparaturgewebe heilt den Stoßdämpfer für die Gelenke Bild: Fraunhofer FEP Die niederenergetische Inaktivierung von Krankheitserregern mit Elektronenstrahlen (LEEI) kann für eine besonders schonende Herstellung von Impfstoffen genutzt werden. Grundlagen hierfür erarbeitet das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) in Dresden mit Partnern innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft. Die Ergebnisse zeigen, dass die Technologie auf verschiedene Virusarten wie das Influenza-Virus sowie Bakterien und Parasiten anwendbar ist. Die Bestrahlung zerstört die Erbsubstanz der Viren. Im Gegensatz zur chemischen Inaktivierung bleiben die für die Immunantwort wichtigen Oberflächenstrukturen erhalten. Der Körper kann so spezifischere Antikörper gegen den Erreger bilden und ist besser geschützt. www.fep.fraunhofer.de Knorpel schützt den Knochen wie ein Stoßdämpfer. Knorpelschäden werden meist mit Physiotherapie, Schmerzmitteln oder einem chirurgischen Eingriff behandelt. Eine Therapie, die den Knorpel heilt, gibt es bisher nicht. Daran arbeitet die Trans Tissue Technologies GmbH aus Berlin, ein Spin-off der Charité-Univer sitätsmedizin Berlin, zusammen mit italienischen und schweizerischen Partnern. Im Projekt „E! 8119 Re.Me.Pro“ entwickeln sie ein Verfahren, das die körpereigene Regeneration des Knorpels unterstützt. Bioaktivierte zellfreie Implantate sollen dabei das regenerative Potenzial des Gewebes anregen. Die bio - aktiven Stoffe im Implantat locken Stamm-, Vorläuferoder Knorpelzellen aus dem gesunden Gewebe in den defekten Bereich. Dort regen sie die Zellen an, neues Reparaturgewebe zu bilden, und bewirken so eine Heilung des geschädigten Knorpels. Bild: Trans Tissue Technologies / Jan-Philipp Krüger Jetzt mitmachen – werden Sie AugenlichtRetter! www.augenlichtretter.de Kraft Sensorelemente in Dünnschicht-Technologie Kundenspezifische Sensoren Wir sind Ihr innovativer Partner für die Entwicklung und Produktion Ihrer Sensorlösung. Standardsensoren Mit den verschiedenen Typen lassen sich mit wenig Aufwand Lösungen für vielfältige Aufgaben realisieren. Senstech AG CH-8320 Fehraltorf Telefon +41 44 955 04 55 ISO 9001 · ISO 13485 www.senstech.ch 03/2017 medizin&tec hn i k 73
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