COMPAMED 2020 –
Schmelztiegel für High-Tech-Lösungen

Hier treffen sich Produktentwickler und Zulieferer der gesamten Medizinbranche

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Foto: eTicket- und Barcode-Scanner am Drehkreuz; Copyright: Messe Düsseldorf

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Foto: Hände auf Laptoptastatur; © panthermedia.net /stockasso

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Nachhaltige Medizintechnik

Medizintechnik soll Patienten schnell und sicher helfen und vom Personal ohne Schwierigkeiten angewendet werden können. Fragen nach dem ökologischen Fußabdruck aufgrund des Herstellungsprozesses, werden selten gestellt. Doch das ändert sich. Immer mehr Firmen überdenken ihre Herstellungsprozesse und in der Forschung arbeitet man an neuen, umweltverträglicheren Materialien.

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Nanofasern

Wer sich einen Arm bricht oder unter Osteoporose leidet, soll in Zukunft auf eine gezielte knochenaufbauende Therapie aus dem Labor hoffen können. Ein von der EU-finanziertes Verbundprojekt forscht derzeit an neuen Möglichkeiten, den Knochen schneller wieder zusammenwachsen zu lassen. COMPAMED.de sprach hierüber mit Professor Amir Fahmi, der als Materialwissenschaftler am Projekt beteiligt ist.

Hier geht es zum Interview mit Prof. Amir Fahmi

Bild: Thermometer, Atemschutzmaske und Text "Coronavirus" auf einem Handy; Copyright: PantherMedia / Vasyl Faievych

Datenanalyse zum Coronavirus

Die Plattform Galaxy ermöglicht die freie und transparente Ansicht von Genominformationen zu COVID-19.

Bild: Computergenerierter Partikel in grau und grün, schwebende Kugel; Copyright: Prof. Dr. Frank Cichos

Forschung: Anwendung des Maschinenlernens an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen.

Bild: Junge dunkelhaarige Frau mit Brille arbeitet an einem Laptop; Copyright: PantherMedia / Andriy Popov

Frauen haben im Job etwas aufgeholt

In Puncto Bildung, Erwerbstätigkeit und soziale Absicherung haben Frauen aufholen können. Dazu haben auch bessere gesellschaftliche Rahmenbedingungen beigetragen, beispielsweise der Ausbau öffentlicher Kinderbetreuung. Doch auch wenn die Abstände vielfach kleiner geworden sind, ist die durchschnittliche berufliche, wirtschaftliche und soziale Situation von Frauen weiterhin oft schlechter.

Bild: Graues Bild, die neue Membran unter einem Mikroskop; Copyright: Fraunhofer IAP

Polymer-Membranen erleichtern Sauerstoffaustausch im Körper

Bei Lungenversagen muss sofort gehandelt werden. Patienten werden oft mit einer Herz-Lungen-Maschine beatmet. Dabei wird das Blut außerhalb des Körpers über Membranen mit Sauerstoff angereichert und Kohlendioxid abgereichert. Ein Forscherteam hat eine Membranstrukturen entwickelt, die einen schnelleren Gasaustausch ermöglichen, um die Blutoxygenation für den Erkrankten schonender zu gestalten.

Bild: Graues Bild, Nadeln scheint auf eine Scheibe zu zeigen; Copyright: Georg A. Traeger/Anna Sinterhauf, Uni Göttingen

Kristall beeinflusst den Widerstand von Graphen

Graphen wird als Wundermaterial der Zukunft bezeichnet. Mittlerweile können Wissenschaftler perfekte Graphen-Lagen auf Quadratzentimeter großen Kristallen wachsen lassen. Ein Team der Universität Göttingen hat mit der TU Chemnitz und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig den Einfluss des darunter liegenden Kristalls auf den elektrischen Widerstand des Graphens untersucht.

Bild: Tastatur, in der Mitte das Wort "Mittelstand" und ein Pfeil, der darauf deutet; Copyright: PantherMedia / Karsten Ehlers

Krisen: jedes dritte kleine und mittlere Unternehmen bedroht

IfM Bonn untersuchte für den europäischen Städtevergleich kleine und mittlere Unternehmen im Großraum Frankfurt am Main: Demnach blicken die Führungskräfte dort gelassener als in den anderen europäischen Vergleichsstädten in die Zukunft, weil sie sich frühzeitig mit möglichen Krisenszenarien auseinandersetzen.

Bild: Krankenhausgebäude; Copyright: PantherMedia/StudioSnowden

Energie im Krankenhaus

Wie können Krankenhäuser ihre Energieeffizienz steigern? Welche neuen Geschäftsmodelle ergeben sich durch die Energiewende? Und wie lassen sich Einsparmaßnahmen identifizieren, berechnen und bewerten? Mit diesen Fragen befassen sich sowohl das Fraunhofer IOSB als auch das Fraunhofer UMSICHT in verschiedenen Projekten.

Bild: Oberfläche unter Mikroskop, viele Hügel und Spitzen; Copyright: AG Pastewka

Ursprünge der Beschaffenheit von Oberflächen

Die meisten natürlichen und künstlichen Oberflächen sind rau: Metalle und selbst Gläser, die mit dem bloßen Auge glatt erscheinen, sehen unter dem Mikroskop aus wie Berglandschaften. Es gibt derzeit keine einheitliche Theorie über den Ursprung dieser Rauheit, die auf jeder Größenskala, von atomaren bis zu tektonischen Abständen, beobachtet wird.

Bild: Collage von Bildern, in denen ein Mensch mit Handprothese verschiedene Gegenstände greift; Copyright: SNF/Henning Müller

Blickverfolgung verbessert Handprothesen

Bisher können Handprothesen nur bestimmte Funktionen einer amputierten Hand ersetzen. Dieses Spektrum lässt sich jedoch erweitern, wenn die elektrischen Signale der Unterarmmuskulatur mit anderen Informationen verknüpft werden, wie etwa der Blickverfolgung. Dank einer vom SNF geförderten Studie stehen den Fachleuten nun umfangreiche Daten zur Verfügung.

Bild: Buchcover des Ratgebers; Copyright: Rat für Sozial- und Wirtschaftsdaten (RatSWD) 2020

APPs und Wearables in der Forschung

Smartphones, Wearables und andere Sensoren werden zunehmend zur wissenschaftlichen Datenerhebung genutzt. Neben den großen methodischen Potenzialen stellt die Nutzung neuer Informationstechnologie (IT) Forschende, Ethikkommissionen und Forschungsförderer vor neue Herausforderungen. Mit seiner Handreichung formuliert der RatSWD Empfehlungen zur Sicherung der Güte von sensorenbasierten Daten.

Bild: Robotergreifarm stellt einen lilafarbenen Zylinder in eine weiße Kiste; Copyright: Fraunhofer IPT

Osteoarthritis: Automatisierte Herstellung von Zelltherapeutika

Osteoarthritis und andere schwere Krankheiten können in Zukunft erfolgreich durch Zelltherapeutika behandelt werden, wenn es gelingt, die Ausgangsmaterialien für die neuen Medikamente und Wirkstoffe in großem Maßstab kostengünstig zu produzieren.

Bild: Mann mit blauem Pullover, grauen Haaren und Brille sitzt auf einer MRT-Liege; Copyright: Frank Vinken / Max Planck Society

MRT: Technikpreis für Jens Frahm

Der Physiker hat die MRT-Technik revolutioniert - bis hin zu Videos vom schlagenden Herzen - und erhält dafür den Werner-von-Siemens-Ring.

Bild: Mann mit verschiedenen Sensoren am Körper in einem Krankenhausbett; Copyright: Neurogeriatrie, UKSH

Digitale Technik zur Beurteilung der Krankheitslast

Uni Kiel und UKSH sind Partner im neuen 42-Millionen EU-Projekt IDEA-FAST: Viele chronische Erkrankungen bringen Beschwerden mit sich, die nicht anhand objektiver Messwerte beziffert werden können. Für Betroffene sind sie aber oft ebenso belastend wie die klassischen Krankheitssymptome.

Bild: Darstellung eines extravaskuläres Herzunterstützungssystem mittels 3D-Druck; Copyright: AdjuCor GmbH

3D: Herzgewebe aus dem Drucker

Neuartige Polymere sollen es künftig ermöglichen, künstlichen elastischen Gewebeersatz für Perikard, Herzklappen oder Blutgefäße individuell anzufertigen. In dem Projekt PolyKARD werden biomimetische Polymere entwickelt, die mechanische Eigenschaften des Herzbeutel-Gewebes nachahmen können. Mittels 3D-Druck und Elektrospinning sollen daraus maßgeschneiderte Implantate hergestellt werden.

Bild: Tisch mit OP-Besteck in einem Operationssaal; Copyright: panthermedia.net/Meike Gabrielczyk

OP-Bestecke mit Funketikett

Dank eines winzigen Funketiketts soll jedes OP-Besteck jederzeit online auffindbar sein. Das verhindert Fehler und macht Operationen besser planbar. Die Technik dafür entwickelt ein Konsortium im Projekt "Digitales Abbild des Sterilgutkreislaufs mittels Transpondertechnik", kurz DAST.

Bild: Grau weiße Darstellung mit Zahlen zur Erklärung des Mikroschwimmers; Copyright: MPI für Intelligente Systeme

Akustisch angetriebener Mikrorobot

Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart haben einen frei beweglichen Mikroroboter entwickelt, der sowohl auf einer flachen als auch gekrümmten Oberfläche in einer Flüssigkeit gleiten kann, wenn er Ultraschallwellen ausgesetzt wird.

Bild: Ein junger und ein älterer Mann stehen vor einem technischen Gerät. Der jüngere hält ein Blatt Papier in der Hand; Copyright: RUB, Marquard

Schnelles Screening für potenzielle neue Katalysatoren

Der Erfolg der Energiewende hängt stark von effizienten Elektrokatalysatoren ab, zum Beispiel für Brennstoffzellen oder CO2-Reduktion. Spezielle Legierungen aus fünf oder mehr Elementen sind vielversprechende Kandidaten.

Bild: 3D-gedruckte Magnetringe und Würfel; Copyright: IMAT – TU Graz

Nachhaltige Supermagnete aus dem 3D-Drucker

Magnetwerkstoffe sind wichtiger Bestandteil elektrischer Produkte. Gefertigt werden sie meist mit herkömmlichen Produktionsverfahren unter Einsatz von seltenen Erden. Mehrere Forschungsteams der TU Graz arbeiten daran, sie umweltverträglicher herzustellen.

Bild: Zwei ältere Männer lächeln, vor einem Bücherregal stehend, in die Kamera; Copyright: Julia Siekmann, Uni Kiel

Materialien für die Zukunft

DFG-Mercator-Fellow Richard D. James von der Universität Minnesota forscht an der Universität Kiel zu Formgedächtnismaterialien.

Bild: Darstellung von zwei sich treffenden Pulsen; Copyright: TU Wien

Elektronen machen Lichtpulse sichtbar

Um die Form von Lichtpulsen zu messen, brauchte man bisher komplizierte Messanlagen. Ein Team von MPI Garching, LMU München und TU Wien schafft das nun viel einfacher. Mit modernen Lasern lassen sich heute extrem kurze Lichtpulse erzeugen, mit denen man dann Materialien untersuchen oder sogar medizinische Diagnosen erstellen kann.

Bild: 3D-Druckkopf (Einsatz) mit der speziell entwickelten Schmelzextrusionseinheit; Copyright: TH Köln

Arzneimittel aus dem 3D-Drucker

Medikamente, die individuell auf die Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten zugeschnitten sind, haben eine erhöhte Wirksamkeit und geringere Nebenwirkungen. Daher bedarf es neuer Methoden, um Tabletten in kleinen Mengen effektiv herzustellen. In einem Projekt werden die Möglichkeiten des 3D-Drucks in der pharmazeutischen Produktion erforscht.

Bild: Lila, weiße Struktur, ähnlich Waben; Copyright: Bodong Zhang / TUM

Muster mit außergewöhnlichen Eigenschaften

Die Nanowissenschaft kann mithilfe von Selbstorganisation kleinste molekulare Einheiten zu nanoskaligen Mustern ordnen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität München (TUM) hat einen einfachen stabförmigen Baustein an beiden Enden mit Hydroxamsäure versehen.

Bild: Lächelnder Mann mit grauen Haaren in einem blauen Anzug; Copyright: WZL Aachen

Green Deal kann deutsche Produktionstechnik in Pole-Position bringen

Prof. Brecher, Präsident der WGP und Leiter des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) der RWTH Aachen, sagt zum Green Deal: Brüssel mit seinem Billionen-schweren Klima-Finanzpaket für den EU Green Deal hat den richtigen Weg aufgezeigt.

Bild: Eine Hand hält eine Zange, damit wird ein blaues Plättchen festgehalten; Copyright: ETH Zürich / Jakub Jagielski

Plättchen machen Bildschirme sparsam

ETH-Wissenschaftler haben die QLED-Technologie für Bildschirme weiterentwickelt. Sie stellten Lichtquellen her, die zum ersten Mal Licht in hoher Intensität in nur eine Richtung ausstrahlen. Dies verringert Streuverluste, was die Technologie äusserst energieeffizient macht.