Mikrosystemtechnik für biomedizinische Anwendungen

Neue Methoden und Polymermaterialien für die Herstellung funktionalisierter mikrostrukturierter und mikrofluidischer Systeme und Komponenten sind wesentliche Bausteine für die Entwicklung miniaturisierter Devices, die in Zukunft eine dezentralisierte sowie personalisierte medizinische Analytik und Versorgung ermöglichen. Für ihre Prototypen- und Serienfertigung werden im Forschungsbereich Mehrkomponenten-UV-Imprinttechnologien als auch Drop-on-Demand Drucktechnologien (Cryodruck) entwickelt und miteinander kombiniert. Darüber hinaus werden Möglichkeiten der Integration angepasster Komponenten wie neue Elektrodenmaterialien, adsorptive Phasen, molekulare Schalter und Biomaterialien erforscht.

Expertise

  • Entwicklung von Mikrofluidik-Prototypen mit Hilfe der Drop-on-Demand Drucktechnologie
  • UV-Imprint-Technologien im Rolle-zu-Rolle und Platte-zu-Platte-Verfahren
  • Integration funktionalisierter poröser Gele in Mikrofluidiken mit Hilfe radikalischer Polymerisationen, hybride Kompositmaterialien, Stimuli-responsive Materialien, Peptid-basierte Nanomaterialien
  • Strahlenchemische Oberflächenmodifizierung mit Hilfe molekularer Template

Highlights

  • Interconnected electrocatalytic Pt-metal networks by plasma treatment of nanoparticle-peptide fibril assemblies

    J. Bandak, J. Petzold, H. Hatahet, A. Prager, B. Kersting, Ch. Elsner,  B. Abel
    RSC Advances, 9 (10) (2019) 5558–5569
    https://doi.org/10.1039/C8RA08201D

    Nanofibrillen, die sich aus der spontanen Assemblierung von Polypeptiden bilden, interessieren uns insbesondere als oberflächengebundene Affinitäts- und Templatmaterialien, beispielsweise für die Anhaftung von Nanoobjekten wie Partikel oder Viren in mikrofluidischen Systemen. Peptidnanofibrillen wurden als Templatstrukturen für die Anbindung von Pt-Nanopartikel eingesetzt. Nach Abbau der Template mit Hilfe von Plasmen ließen sich Pt-Netzwerke mit elektrokatalytischen Eigenschaften darstellen.

  • Growth, Polymorphism, and Spatially Controlled Surface Immobilization of Biotinylated Variants of IAPP21-27 Fibrils

    T. John, J. Bandak, N. Sarveson, C. Hackl, H. J. Risselada, A. Prager, C. Elsner, B. Abel
    Biomacromolecules 21 (2) (2020) 783–792
    https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01466

    Nanofibrillen, die sich aus der spontanen Assemblierung von Polypeptiden bilden, interessieren uns insbesondere als oberflächengebundene Affinitäts- und Templatmaterialien, beispielsweise für die Anhaftung von Nanoobjekten wie Partikel oder Viren in mikrofluidischen Systemen. Wir beschreiben den Einfluss von Modifikationen in der Primärsequenz der Peptide auf die Bildung und Morphologie der Fibrillensysteme und erklären die Eigenschaften auf Basis molekularer Zusammenhänge mit Hilfe molekulardynamischer Simulationen.

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung beidseitig mikrostrukturierter Verbundfolien

    B. Gründig, C. Elsner, B. Abel, (2013) (DE102013203829.1), DPMA
    Patentschrift

    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung beidseitig mikrostrukturierter Verbundfolien, die unterschiedliches plastisch-elastisches Verhalten auf der Ober- und Unterseite zeigen. Die Verbundfolie, die mindestens aus zwei Folienschichten bzw. -lagen besteht, besitzt lokal definierte Abschnitte mit hydrophoben und/oder hydrophilen Eigenschaften auf der Oberfläche. Des Weiteren betrifft die Erfindung die so hergestellten Verbundfolien sowie eine Vorrichtung zu ihrer Herstellung. Diese mikrostrukturierten Verbundfolien sind zum Einsatz in entsprechenden Bauteilen wie Mikroreaktionsanordnungen, Zellkultivatoren und diagnostischen Gebrauchssystemen vorgesehen, bei denen die Mikrostrukturen als mikrofluidische Probeaufnahme-, Mess-, Inkubations-, Vorrats-, Reaktions- und Abfallkammern sowie als Kanäle bei der Durchführung fluidischer Prozesse in chemischen, biologischen oder medizinischen Anwendungen fungieren.

  • Verfahren zur Herstellung eines Mikrosystembauteils

    A. Charvat, C. Elsner, B. Abel, (2017) (10 2017 130 947.0), DPMA
    Patentschrift

    Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrosystembauteils. Insbesondere ist, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Verfahren zur Herstellung von Mikrosystembauteilen zur physikalischen, chemischen oder biologischen Analyse und/oder Synthese beschrieben.