Forschungskompetenz von Fraunhofer am Standort Mannheim

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1 (Bild: Keiper) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Kontakt Forschungskompetenz von Fraunhofer am Standort Mannheim Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA Fraunhofer-Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie PAMB Theodor-Kutzer-Ufer 1-3 Haus Mannheim Ansprechpartner Dr.-Ing. Jan Stallkamp Abteilungsleiter Telefon jan.stallkamp@ipa.fraunhofer.de Christian Reis Gruppenleiter Bioprozesstechnik Telefon christian.reis@ipa.fraunhofer.de Fraunhofer PAMB Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie Weitere Informationen finden Sie im Internet:

2 Automatisierung für die Medizin und Biotechnologie fraunhofer pamb: Projekt- und Entwicklungspartner für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie Die Fraunhofer-Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie PAMB an der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg wurde vom Land Baden-Württemberg und der Fraunhofer-Gesellschaft eingerichtet, um Automatisierungspotenziale in der Medizin und Biotechnologie zu erschließen. Sie ist die erste bekannte Einrichtung mit diesem Schwerpunkt, die unmittelbar in einer klinisch-universitären Umgebung auf dem Gebiet der Automatisierung forscht und Entwicklungsdienstleistungen anbietet. Auf den ersten Blick scheinen Welten zwischen Automatisierungstechnik und Medizin zu liegen. Doch der erste Blick täuscht: Nicht nur in der Biotechnologie schlägt die Laborautomatisierung bereits eine Brücke. Automatisierungstechnik überwindet in der Diagnostik und Intervention mit Hilfe neuer Instrumentensysteme die Grenzen des manuell Machbaren und das keineswegs nur mit Robotern und Manipulatoren. Aber nicht nur Instrumente werden verbessert. Neue Technologien ermöglichen intelligente, selbstregelnde Implantate»von Kopf bis Fuß«. Schließlich bietet die Automatisierungstechnik auch der Biotechnologie Werkzeuge für qualitativ verbesserte, effiziente und nachhaltige Forschungsergebnisse und natürlich für die effiziente und nachhaltige Produktion. Automatisierungstechnik für die Medizin und Biotechnologie bedeutet meist Integration von unterschiedlichen Technologien zu einem System. Wir haben langjährige Erfahrung in der industriellen Automatisierungstechnik und der Entwicklung von Geräten, Instrumenten und Software. Seit der Gründung von Fraunhofer PAMB können wir diese Kompetenzen sowohl um das medizinische und biotechnische Fachwissen als auch um die klinische Evaluierung mit unseren Partnern in Mannheim erweitern. Unsere Kunden und Partner profitieren von dieser optimalen Mischung aus Innovationen und deren Umsetzung auf dem Gebiet der Medizin und Biotechnologie! Sprechen Sie mit uns über neue Produktideen oder Lösungen zur Verbesserung vorhandener Produkte. Wir laden Sie herzlich dazu ein und freuen uns über Ihr Interesse!

3 Unsere Arbeitsbereiche Instrumente und Assistenzsysteme für Arzt und Patient Noch schonendere Eingriffe, automatisierte Interventionen auf zell- oder sogar molekularer Ebene aber auch die Entlastung und die Sicherheit von Arzt und Patient die Anforderungen an moderne Instrumente wachsen ständig. Aus dem einfachen Instrument wird in Zukunft ein System. Deshalb forscht und entwickelt Fraunhofer PAMB (mikro-)mechatronische Instrumente, die sich vom Operateur über eine ergonomische Eingabeschnittstelle bedienen lassen und ein feinfühliges und präzises Operieren ermöglichen. Als Antriebskonzepte stehen hier mikrohydraulische Lösungen im Mittelpunkt. Auf dem Gebiet der Entwicklung von Assistenzsystemen besitzen wir eine über 15-jährige Erfahrung. Schließlich sind wir eine führende Gruppe auf dem Gebiet von automatischen»closed-loop-systemen«für Diagnostik und Intervention. Optische Messsysteme für Intervention, Diagnostik und Produktion Die optische Messtechnik eröffnet den Weg für die Identifizierung und Klassifizierung von Gewebe während des Eingriffs. Auch bei der Herstellung neuer biotechnischer Diagnostika und Therapeutika spielt die Messtechnik eine entscheidende Rolle z. B. für regenerative Medizin, Zelltherapien oder molekulare Eingriffe, die in Zukunft unmittelbar und personalisiert im Interventionsraum erfolgen können. Als Fraunhofer PAMB entwickeln wir neue Messverfahren für unsere Kunden oder beraten sie konzeptionell bei der Entwicklung eigener Produkte. Ein Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung optischer Messtechnologien. In Zusammenarbeit mit den klinischen Partnern stehen zahlreiche Messsysteme für die Evaluierung von spezifischen Messaufgaben einschließlich der erforderlichen biologischen Proben zur Verfügung. Produktionssysteme für Interventionsraum, Labor und Industrieanwendung Neue Diagnostika und Therapeutika müssen effizient entwickelt und produziert werden möglichst individuell und»just-in-time«. Die Auswahl und Anpassung von Automatisierungslösungen an die Vielzahl neuer diagnostischer und therapeutischer Möglichkeiten gleicht soweit solche Lösungen überhaupt existieren einer Sisyphus-Arbeit. Unsere Spezialität ist die Gestaltung automatisierungsgerechter Bioprozesse und deren Realisierung mit Automatisierungslösungen für Labor und Produktion. Vor allem im Bereich magnetischer Separationstechnologien für die Diagnostik greifen wir auf eine langjährige Erfahrung zurück. Bei der Umsetzung helfen wir durch schnellen Prototypenbau und die frühzeitige Ausschaltung von Entwicklungsrisiken. Damit auch die Endnutzer hundertprozentig zufrieden sind, prüfen wir die Systeme in enger Kooperation mit Medizinern und Biotechnologen am Universitätsklinikum. 1 Demonstration des drahtlosen Endoskops 2 Unsere hervorragende Ausstattung ermöglicht eine effiziente und qualitativ hochwertige Bearbeitung Ihrer Aufträge. 3 Tumorskop 4 Liquid-Handling- Station 5 Screenshot einer beispielhaften maßgeschneiderten Softwarelösung (folgende Seite) 6 Tissue Prozessor (folgende Seite)

4 Automatisierungstechnik in und um den Interventionsraum 5 6 IT-Kommunikationssysteme für Planung, Prozess und Gerätesteuerung Ohne Informationstechnik werden die zunehmend komplexen Prozesse in der Medizin und Biotechnologie sowohl in der Forschung als auch in der medizinischen Versorgung nicht mehr beherrschbar sein. Die Informationstechnik verbindet Forschung, Labor und operativen Klinikbetrieb und ist so ein wesentliches Werkzeug für Funktion und Effizienz in der Medizin und Biotechnologie. Mit dem Ohr direkt am Anwender entwickeln wir maßgeschneiderte Softwarelösungen für unsere Kunden und die Anwender im Labor und der Klinik. Unsere Spezialität sind hybride Management-Systeme für den Interventionsraum, Labor- oder Klinikbetrieb, bei denen automatisierte Anlage, Gerät und manueller Arbeitsplatz eng verknüpft sind. Darüber hinaus ist Fraunhofer PAMB für den SILA-Schnittstellenstandard für Laborgeräte zertifiziert. Organisation für Klinik und Labor Krankenhäuser befinden sich in einem immer stärkeren Wettbewerb um Patienten, stehen gleichzeitig unter einem gewaltigen Kostendruck, während die ständige Weiterentwicklung der Medizin und der Medizintechnik laufend Umdenken bei der Gestaltung von Prozessen und Abläufen verlangt. Ursprünglich aus der Produktionstechnik kommend besitzen wir eine langjährige Erfahrung bei der Gestaltung von effizienten (Produktions-) Abläufen. Für den klinischen Betrieb werden etablierte Methoden angepasst und optimiert: Effizient und trotzdem angenehm für den Patienten. Wo alte Denkmuster aufgelöst und neue organisatorische Strukturen verwirklicht werden, verwandeln sich Herausforderungen in Chancen, bei denen alle etwas gewinnen können. UNSERE MISSION Unser Ursprung liegt in einem Institut mit Mit klinischen und industriellen Partnern über 50-jähriger Erfahrung in der industriellen Automatisierungstechnik. Seit über 15 nen im direkten Auftrag oder in Forschungs- suchen wir Mittel und Wege diese Innovatio- Jahren befasst sich eine Fachabteilung bereits mit Anwendungen der Automatisierung können wir darüber hinaus zusammen projekten umzusetzen. Für Unternehmen in der Medizin und der Biotechnologie. mit unseren klinischen Partnern auch eine Brücke in die Medizintechnik für eigene Der neue Standort in Mannheim schafft Produkte bilden. Am Ende unserer Mission nun erstmals die Nähe: Spritze trifft stehen Produkte, die die medizinische Schraubenzieher. Im Dialog mit unseren Versorgung durch den Einsatz von Automatisierungstechnik entscheidend erweitern.»nachbarn«am Klinikum Mannheim entstehen bei jedem Treffen neue Ideen für den Einsatz von Automatisierungstechnik In Mannheim bieten wir Ihnen professionelle im Interventionsraum oder im klinischen Entwicklungsleistungen ganz nahe am Umfeld. Auf diese Weise entstehen nicht Kunden. nur Produktideen, sondern auch Produkte, die sämtliche strengen Vorschriften erfüllen. Fraunhofer PAMB entwickelt mit Spezialisten aus unterschiedlichen Fachgebieten Automatisierungslösungen für Geräte, Instrumente und Prozesse für Diagnose, Intervention und Laboreinsatz. 1

5 1 1 Gut vernetzt Unser Standort ist mitten im Klinikum Mannheim gelegen, das zur medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg gehört. Die offene Atmosphäre ermöglicht einen Zugang und Austausch zu allen medizinischen und biotechnischen Einrichtungen in der Rhein-Neckar-Region, die zu den größten in Deutschland und Europa zählen. Dank dieser engen Zusammenarbeit können wir die gesamte Dienstleistungspalette von der Produktidee bis zur klinischen Evaluierung anbieten. Der ständige Austausch mit Medizinern, Biotechnologen und Anwendern über den Einsatz von neuen Automatisierungstechnologien führt ebenso zu neuen Produktideen wie die unmittelbare Reflexion von Aufgaben im täglichen klinischen Betrieb oder im Laborbetrieb. Als Partner im Cluster Medizintechnologie der Stadt Mannheim verfügen wir über optimale Netzwerke auch weit über die Grenzen von Mannheim hinaus. In Mannheim besitzt die Branche über Arbeitsplätze und bildet mit den rund Arbeitsplätzen in der Pharmaindustrie eine der größten Branchen. Die gute infrastrukturelle Vernetzung sorgt für kurze Wege und damit für einen maximalen Erfolg bei der Entwicklung von Innovationen. Auch dies macht Mannheim zu einem hervorragenden Ort für Forschung und Industrie. 1 Die Räumlichkeiten von Fraunhofer PAMB (Haus 8, Ebene 2) befinden sich mitten auf dem Gelände des Klinikums Mannheim der medizinischen Fakulät der Universität Heidelberg (Bild: Keiper).

6 Beispielprojekte IWS - Instrumentenwechselsystem Im Verlauf minimal invasiver Eingriffe wechselt der Operateur sehr häufig zwischen unterschiedlichen chirurgischen Instrumenten. Fraunhofer PAMB entwickelt derzeit ein hydraulisch angetriebenes Wechselsystem, das den automatischen Instrumententausch per Knopfdruck ermöglicht und dadurch die Operationszeit verkürzt. Rundfensterimplantat Implantierbare Hörgeräte bieten gegenüber konventionellen Hörsystemen ein höheres Schallverstärkungspotential und eine verbesserte Tonqualität. Mit dem Konzept des Rundfensterimplantats verfolgt Fraunhofer PAMB derzeit einen neuen Ansatz für ein solches Implantat. Herzstück der Entwicklungen ist ein ins Mittelohr implantierbarer piezoelektrischer Miniaturlautsprecher, der bereits als Prototyp realisiert und erfolgreich getestet werden konnte. TACS - The Automation Control System TACS ist eigentlich ein LIMS-System, das speziell an automatisierte Labore angepasst wurde. Dementsprechend umfasst es Geräte- und Benutzerschnittstellen für die einfache Programmierung und Überwachung von Prozessen und verbindet damit manuelle und automatische Arbeitsplätze. DiagnoSYS - Modular Diagnostic Platform for Automated Personalized Chemosensitivity Assays Im Projekt DiagnoSYS entwickelt Fraunhofer PAMB zusammen mit der Digital Biomedical Imaging Systems AG und dem Universitätsklinikum Tübingen eine flexible diagnostische Plattform für die personalisierte Analyse von Tumorbiopsien auf Basis unterschiedlicher am Markt verfügbarer Assay-Technologien. Gemeinsam realisieren wir Ihre Projekte! Wir bieten der Industrie oder als Partner in Forschungsprojekten professionelle Instrumenten-, Geräte- und Anlagenentwicklung an. Unsere flexiblen Strukturen für individuelle Sonderentwicklungen, eine breite Kompetenzbasis und die hervorragende Vernetzung in medizinische und biotechnische Fachbereiche, z. B. für die klinische Evaluierung, ermöglichen ein einzigartiges, durchgängiges Angebot an Produkten und Entwicklungsdienstleistungen. Haben wir Ihr Interesse geweckt? Wir freuen uns auf Ihren Anruf oder Ihren Besuch. 1 Instrumentenwechselsystem der ersten Generation 2 Prototyp des Rundfensterimplantats 3 Screenshot von TACS