Biomedizinische Mikrosysteme

Mikrosensorik & Mikrofluidik

Biohybridtechnik

• Bioimpedanzspektroskopie (in vitro und in vivo)
• Sensorsysteme für die medizinische In-vivo-Diagnostik
• Technologien für die schonende Charakterisierung, Bearbeitung und Handhabung von Einzelzellen
• miniaturisierte Inkubationskammer mit integrierter Echtzeit-Videoüberwachung für Zellkultur

Mikrofluidik und Biozell-Handlingsysteme

• Mikrofluidiksysteme als fluidisches Interface zu Biosensoren und Biochips
• Mikro-Injektionschips für Zellinjektionen (Nadel und Pumpe auf einem Mikrochip)

Mikrosensoren und -aktoren

• Massendurchflusssensoren mit integrierter Leitfähigkeitsmessung
  - Sensoren zum Messen von Filmdicken (z. B. Speichelfilmdicke im Mund)
• miniaturisierte Systeme, ggf. mit drahtloser Ansteuerung/Datenakquisition

Aufbau- und Verbindungstechnik

• Packaging von Bioanalysechips und Mikroimplantaten
• Design und Fertigung ultradünner (5-10 µm), flexibler Printed Circuit Boards mit Leiterbahnbreite ³ 5 µm
• hybridintegrierte Schichttechniken (Dickschicht-, Dünnfilmtechnik)

Dünnschichttechnik

• Abscheiden stressarmer Siliziumnitrid-Schichten (PECVD)
• Abscheiden feuchteundurchlässiger Parylene-Schichten
• Abscheiden metallischer und dielektrischer Schichten (Sputtern)
  

Mikrostrukturierung

• 3D-Rapid-Prototyping von SU-8-Fotolack mittels Femtosekundenlaser (Strukturauflösung: 300 nm) 
• Fotolithographie
• nasschemisches Ätzen
• Trockenätzen (RIE) von Parylene C und Polyimid, Siliziumnitrid und Siliziumdioxid

Replikationstechnologien

• Silikonabformung
• rotatives Heißprägen von (fluidischen) Mikrostrukturen in großflächige, polymere Endlosfolien
  

Biotelemetrie

Die Technologieplattform "Biotelemetrie" ist die Basis für medizinische und technische Anwendungen

• Entwicklung von Elektronik speziell für biomedizinische Implantate
• Drahtlose Telemetriesysteme für
  - die Erfassung und Steuerung physiologischer und technischer Signale/Parameter
  - das Biomonitoring
  - Fertigungssteuerung
• Ansteuerung medizinischer Implantate mit und ohne eigene interne Energiequelle
  
• Verwendung verschiedener Technologien
  - induktiv (RFID-Technik)
  - optisch, auch transkutane IR-Übertragung
  - Funk (Bluetooth)
• Entwicklung größenoptimierter Sensor-, Aktor- und Kommunikationselektronik
• Optimierung von Anordnungen für die simultane drahtlose Kommunikation, Datenübertragung und Energieübertragung
  
• Entwicklung von Antennen zur Datenübertragung (MICS-Band) durch biologisches Gewebe
  

Aktive Implantate

• Konzeption, Design, Entwicklung und Prototypenbau von aktiven Implantat-Systemen
• Anwendungsbeispiele in der Dental- und Orthopädietechnik, in Elektrostimulation und Sensorik
• Konstruktion und Elektronikentwicklung (Hardware und Firm-/Software) in Kooperation mit den Arbeitsgruppen Biotelemetrie und Mikrosensorik & Mikrofluidik
• leistungsfähige Energieversorgung von und sichere Kommunikation mit Implantaten
  
• Kapselung von aktiven Implantaten (starr und flexibel)
• In-vitro-Test der Biokompatibilität und Biostabilität
  
• Anwendung ausgereifter als auch Entwicklung neuer Technologien und Methoden
• Testung in house und in Kooperation mit zertifizierten Testhäusern
• technische Dokumentation und Risikomanagement
• Kooperation mit zertifizierten Medizintechnikherstellern und -dienstleistern

    Anwendungsbeispiele und Kompetenzen

• Dentalimplantat zur Anregung der Speichelproduktion
• Dentalimplantat zur oralen Medikamentenabgabe
• langzeitimplantierbarer Hirndrucksensor
• Shuntsystem zur Hydrozephalus-Therapie
• aktives Implantat für die Therapie und Rehabilitation von Wirbelsäulenerkrankungen
• drahtlose Ansteuerung eines Implantats zur Elektrostimulation von Nerven