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Life Science Forschung aus Ilmenau: Nano- und Mikro-Biosysteme für Biotechnologie und Biomedizinische Technik

22.02.2008 - (idw) Technische Universität Ilmenau

Die Technische Universität Ilmenau bietet eine deutschlandweit einzigartige Ausrichtung mikro- und nanosystemtechnischer Forschung auf Entwicklungen in den Life Sciences. Interdisziplinäre Projekte reichen von Systemen für die Zellforschung über biomedizintechnische Diagnostik und Therapie bis hin zur bionisch inspirierten Robotik. Aktuellste Forschungsergebnisse finden Eingang in das Lehrangebot, jüngstes Beispiel ist der innovative Masterstudiengang "Miniaturisierte Biotechnologie". Die TU Ilmenau hat einen Forschungsschwerpunkt "Nano- und Mikro-Biosysteme für die Biotechnologie und Biomedizinische Technik" etabliert, der von zahlreichen Fachgebieten des Institutes für Mikro- und Nanotechnologien und des Institutes für Biomedizinische Technik getragen wird.

Neuigkeiten aus diesem Forschungsfeld sind:
A - Aktuelle Forschungsprojekte
B - der 4. Workshop Biologische und chemische Mikrolabortechnik vom 26. bis 28.2.2008 in Elgersburg
C - die Vorbereitung des Masterstudiengangs "Miniaturisierte Biotechnologie"

A - Nano- und Mikro-Biosysteme für die Life Science Forschung

Biologische Systeme vereinigen Elemente und Wirkprinzipien auf allen Skalen und Dimensionen. So sind in einem Organismus simultan Strukturen und Funktionen auf der Makro-, der Mikro- und der Nano-Ebene aktiv. Biologische Strukturen erfüllen dabei immer mehrere Funktionen gleichzeitig, aber nur, wenn sie passende Umgebungsbedingungen vorfinden.
In einem natürlichen Gewebe müssen Nährstoffe auch mit Hilfe von aktiven Transportmechanismen wie z. B dem Blutkreislauf zu- und abgeführt werden. Für die Aufrechterhaltung von Organ- und Gewebefunktionen in technischen Systemen müssen nicht nur die korrekte molekulare, sondern auch die makroskopische Architektur des Zellverbandes reproduziert werden. In einem Wechselspiel aus nanobiologischen und mikrofluidischen Prinzipien wird so eine makroskopische Organisation von Zellen in einem Organismus bewerkstelligt.
Um fortschrittliche Biosysteme für die Forschung und für die Anwendung in der Biotechnologie und Medizintechnik bereit zustellen, ist die modellhafte Abbildung der oben ausgeführten biologischen Situation eine notwendige Voraussetzung. So werden skalenübergreifend neue Systeme realisiert. Die weitere Miniaturisierung ermöglicht bis in den nanoskaligen Bereich Geräte und Methoden bereit zustellen, die den Trend in der Medizintechnik zur "minimal invasiven" Medizin nicht nur unterstützen, sondern überhaupt erst ermöglichen. Eine Nanobiosystemforschung erreicht auf diese Weise das Verständnis und die modellhafte Abbildung biologischer Systeme mit vielfältigen Anwendungen in der "Life Science".

Als Beispiele für diesen Ansatz seien einige konkrete Forschungsprojekte angeführt:

ZIK MacroNano - Mikrofluidik und Biosensorik:
"Mikrokunststoffformen für die 3D-Kultivierung von Zellen"

ZIK MacroNano - Funktionalisierte Peripherik:
"Moderne aktive biomedizinische Implantate"

Fachgebiete Biomechatronik & Mikromechanische Systeme:
"3D-ECM - Dreidimensionale Extrazellulärmatrix"

Fachgebiet Technische Optik:
"Optische Techniken zur Manipulation biologischer Proben und Zellen"

Institut für Biomedizinische Technik und Informatik:
"Mikrosensorische Systeme"

Fachgebiete Physikalische Chemie und Mikroreaktionstechnik:
"Entwicklung eines modularen Mikroreaktionssystems auf der Basis eines keramischen Materialsystems"

B - 4. Workshop Biologische und chemische Mikrolabortechnik

Vom 26. bis 28. Februar findet in Elgersburg bei Ilmenau der 4. Workshop "Chemische und biologische Mikrolabortechnik" ("Chemical and Biological Micro Lab Technology") statt. Im Blickpunkt des wissenschaftlichen Austauschs stehen Anwendungen der Mikro- und Nanotechnologien im chemischen und im biologischen Labor. Etwa 60 Spezialisten aus 7 Ländern präsentieren und diskutieren neueste Ergebnisse auf den Gebieten der Mikrofluidik, der Mikroreaktionstechnik, der Nanopartikelherstellung, miniaturisierter Zellhandling- und -charakterisierungstechniken, multizellulärer Systeme in mikrofluidischer Umgebung und der miniaturisierten Analytik.

C - Neuer Studiengang "Miniaturisierte Biotechnologie"

Die Technische Universität Ilmenau trägt der wachsenden Bedeutung der Mikro- und Nanotechnologien durch neue Studiengänge Rechnung. So wird bereits ein Masterstudium "Mikro- und Nanotechnologien" angeboten, das durch die Verbindung der nanotechnologierelevanten ingenieur- und naturwissenschaftlichen Fächer sehr gute Voraussetzungen für eine hochinnovative berufliche Tätigkeit in der Industrie oder in Forschungseinrichtungen schafft. In Vorbereitung befindet sich der Masterstudiengang "Miniaturisierte Biotechnologie". Er erschließt das Potenzial der Mikro- und Nanotechnologien speziell für Anwendungen in der Biotechnologie und der Medizin. Die Ausbildung in diesem Studiengang erfolgt gemeinsam mit der Fachhochschule Jena und dem Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik Heiligenstadt.

Hintergrundinformationen zu den eingebundenen Forschergruppen:

Die Technische Universität Ilmenau steht für eine über 110-jährige Tradition in der Ingenieurausbildung. Sie bietet heute ein interdisziplinär aufgebautes Programm an Bachelor- und Masterstudiengängen in den Ingenieurwissenschaften, der Informatik, der Mathematik, den Naturwissenschaften sowie den Wirtschafts- und Medienwissenschaften an.
Die TU Ilmenau besetzt sowohl in der Grundlagen- als auch in der angewandten Forschung auf ausgewählten Kompetenzfeldern national und international Spitzenpositionen.

Tradition und Fortschritt auf dem Gebiet Life Science werden getragen vom "Institut für Biomedizinische Technik und Informatik" und vom "Institut für Mikro- und Nanotechnologien" sowie vom "Zentrum für Innovationskompetenz" MacroNano der Technischen Universität Ilmenau.

Das Institut für Mikro- und Nanotechnologien wird von 30 Fachgebieten und Nachwuchsforschergruppen aus vier Fakultäten gebildet. Als technologische Basis nutzen die Fachgebiete das Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien, in dem 700 m2 Reinraumfläche sowie weitere Speziallabore, darunter ein biologisches S1-Labor, insbesondere für den Umgang mit Zelllinien in Mikrosystemen zur Verfügung stehen.
www.tu-ilmenau.de/imn

Institut Biomedizinische Technik und Informatik (gegr. 1953 als Institut für Elektromedizinische und Radiologische Technik) forscht und entwickelt traditionell, aber innovativ auf den Feldern Elektromedizin, nichtinvasive Diagnostik, insbesondere in der Ophthalmologie, Kardiologie und Elektrophysiologie, sowie innovative und praktikable Methoden der Biosignalverarbeitung.

Das Zentrum für Innovationskompetenz MacroNano® ist ein Projekt im Rahmen der Innovationsinitiative "Unternehmen Region" des BMBF. Die Nachwuchsforschergruppen "Mikrofluidik und Biosensorik" und "Funktionalisierte Peripherik" etablieren über einen Förderzeitraum von 5 Jahren neue Technologien und Forschungsansätze, insbesondere im Bereich der Nano- und Mikro-Biosysteme. Durch zahlreiche zusätzlich eingeworbene Forschungsprojekte auf diesen Gebieten liefern sie wichtige Beiträge zur aktuellen Forschung. Beide Gruppen sind Mitglieder im Institut für Mikro- und Nanotechnologien.

Ansprechpartner Institut für Mikro- und Nanotechnologien und Macronano:

Prof. Dr.-Ing. Martin Hoffmann
Fachgebiet Mikromechanische Systeme
Tel.: +49 3677 69 -2487 oder -3402 (IMN)
FAX: +49 3677 69 -1840
E-Mail: martin.hoffmann@tu-ilmenau.de

Ansprechpartner Institut Biomedizinische Technik und Informatik:
Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Husar
Tel.: +49 3677 69-2863
Fax: +49 3677 69-1311
E-Mail: peter.husar@tu-ilmenau.de
Weitere Informationen: http://www.macronano.de http://www.tu-ilmenau.de/bmti
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