Der Wachstumskern

Im Innovativen regionalen Wachstumskern BASIS® haben sich Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Thüringen zusammengeschlossen, um gemeinsam neue und aufeinander abgestimmte hydrogelbasierte Beschichtungen sowie Passivierungs-, Strukturierungs- und Funktionalisierungstechniken für 3-D-Biointerfaces zu entwickeln. Diese Beschichtungen und Technologien werden für die Realisierung von Synergien für die Nutzung in verschiedenen Anwendungsfeldern bzw. Marktsegmenten, wie der Messtechnik, der mobilen Analytik und der Implantologie, in einer Toolbox zusammengestellt.

Technische und biologische Systeme in biomedizinischen und bioanalytischen Anwendungen interagieren im Wesentlichen durch den Informationsaustausch an den Grenzflächen, also den Biointerfaces. Die Grenzflächenmaterialien und deren Struktur bestimmen die Qualität des Informationsaustausches. Während in der Vergangenheit ein weitgehend inertes (lateinisch für untätig, unbeteiligt, träge) Verhalten dieses Biointerfaces im Sinne der Vermeidung von jeglichen Einflüssen auf das Biosystem angestrebt wurde, sollen zukünftig moderne technische Systeme einen aktiven Einfluss auf das Biosystem ausüben, um z.B. das Gewebewachstum zu stimulieren oder bestimmte Krankheitserreger oder Biomoleküle im nativen Zustand detektieren zu können. Der Trend geht somit von den bioinerten hin zu den bioaktiven Systemen. Hierfür ist eine aktive Kommunikation an der Grenzfläche zwischen Biomaterial und Biosystem, also dem Biointerface, eine notwendige Voraussetzung. Nach derzeitigem Erkenntnisstand sind Hydrogele besonders geeignet, die geforderten (Produkt)Eigenschaften zu realisieren, da sie eine spezifische Biokompatibilität und Biofunktionalität besitzen bzw. diese Eigenschaften definiert beeinflussbar sind.
 

Die Ziele

Die Bündnispartner verfolgen mit der Entwicklung, Aufbau und Nutzung der Toolbox das Ziel, bis 2020 eine internationale Alleinstellung in stark wachsenden Märkten der Umwelt- und Bioanalytik sowie der Biomedizin zu erreichen.

Entscheidend für den Markterfolg der Bündnispartner sind Produkte mit bisher nicht realisierbaren Produkteigenschaften wie langzeitstabiler Sensitivität und Selektivität für die Umwelt- und Bioanalytik bei gleichzeitiger effektiver Barrierewirkung gegen unspezifische Adsorption und langzeitstabiler Osteointegration und effektiver Infektionsprophylaxe für die Biomedizin. Es wird erwartet, dass langfristig die Kombination der Eigenschaften aus den Anwendungsfeldern zu einer völlig neuen Produktgeneration führen wird.

Der Wachstumskern wird über die entstehende Toolbox hervorragende Forschungsergebnisse mit der zukünftigen regionalen Wertschöpfung verbinden.
 

Die Projekte

Die F+E-Phase des Wachstumskerns BASIS® ist durch ein gemeinsames Verbundprojekt geprägt, da die einzelnen inhaltlichen Arbeiten eine starke Vernetzung aufweisen. Das Verbundprojekt beinhaltet folgende Teilprojekte:

• Erarbeitung eines mobilen Nukleinsäurenachweissystems unter Nutzung von 3-D-strukturierten Hydrogelen
• Entwicklung und Applikation von Antifouling-Konzepten auf der Basis von Hydrogelen für in situ-Messtechnik im Bereich des Gewässer-Monitoring
• Entwicklung des µCP-Verfahrens für Strukturierung von Hydrogelen
• Herstellung, Screening sowie Strukturierung funktionaler Hydrogele mittels Inkjet-Druck, Mikroarray-Entwicklung und Hochdurchsatzsynthese
• Entwicklung und Erprobung von Hydrogelmembranen zur Verbesserung der Langzeitstabilität ionenselektiver Sensoren am Beispiel eines pH-Monitoring-Systems
• Applikationsspezifische Herstellung, Charakterisierung und Optimierung von Hydrogel basierten 3-D-Biointerfaces
• Entwicklung funktionaler Hydrogele für Anwendungen in der Implantologie, Analytik und Sensorik
• Entwicklung einer neuen Generation von Osteosynthese-Materialien auf Basis bestehender metallischer Implantate unter Nutzung funktionalisierter Hydrogeloberflächen
• Erarbeitung von Lösungen zur elektrischen Chip-basierten Analyse mit integrierten Hydrogel-Sensorstrukturen
• Beschichtung von Keramik-Implantaten durch Bakterien-synthetisierte Cellulose-Hydrogele (BNC) und Antifouling-Beschichtung von Sonden für die Gewässermesstechnik
• Osteoinduktives Titan-Implantat auf der Basis von biofunktionalisierten Hydrogeloberflächen
• Entwicklung neuartiger Prototypen von Keramikimplantaten unter Nutzung von 3-D-strukturierten Hydrogelen
• Entwicklung von Immmunofiltrationsmembranen für quantitative immunologische Schnelltests auf Basis von porösen Polyethylen-/Hydrogel-Materialien
• Verfahren und Einrichtungen für die 3-D-Strukturierung von Hydrogelen
• Strukturierung und Modifikation von Oberflächen sowie Realisation einer Bio-Mikrosystem-Testumgebung für hydrogelbeschichtete Trägerelemente
• Biologisierung keramischer Mikrosysteme mit Hydrogelen zur implantierbaren Anwendung in der In-Situ Messtechnik

Die Partner

Unternehmen:

• Analytik Jena AG
• 4H-JENA engineering GmbH
• fzmb GmbH, Forschungszentrum für Medizintechnik und Biotechnologie
• INTERCUS GmbH
• Jenpolymer Materials Ltd. & Co.KG, NL Jena
• m & k dental GmbH Jena
• Mathys Orthopädie GmbH
• Moje Keramik-Implantate GmbH & Co. KG
• Senova Gesellschaft für Biowissenschaft und Technik mbH
• TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH
• VIA electronic GmbH

Forschungseinrichtungen:

• Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie – IMT
• Friedrich-Schiller-Universität Jena, Lehrstuhl für Organische Chemie II
• Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.
• INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena
• Institut für Photonische Technologien e.V.
• TU Ilmenau, Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) MacroNano®

Assoziierte Partner:

• biolitec AG
• LLT Applikation GmbH
• TKV Thermoform Pößneck GmbH
• Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen mbH (LEG Thüringen)

Kontakt

Sprecher:

Klaus Berka
Vorstand
Analytik Jena Aktiengesellschaft
Konrad-Zuse-Straße 1
07745 Jena
Tel.: 036 41 77-70
Fax: 036 41 77-92 79
info[at]analytik-jena.de
http://www.WK-BASIS.de
 

Wissenschaftliche Leitung:

Prof. Dr. Klaus Liefeith
Thüringer AG Biomaterial e.V.
c/o iba Heiligenstadt e.V.
Rosenhof
37308 Heilbad Heiligenstadt
Tel.: 03606 671 500
Fax: 03606 671 200
Klaus.Liefeith[at]iba-heiligenstadt.de
http://www.WK-BASIS.de


Laufzeit: 01.06.2011-31.05.2014

Berichterstattung aus dem "Blickpunkt" finden Sie hier.