Bachelorstudiengang Medizintechnik. Kompetenzfeld Nanotechnologie / Grenzflächenverfahrenstechnik

Transkript

1 Bachelorstudiengang Medizintechnik Kompetenzfeld Nanotechnologie / Grenzflächenverfahrenstechnik

2 Berufsfeld: Was kann ich später damit machen? Therapie Geräte Diagnostik Forschung und Entwicklung

3 Module und Veranstaltungen des Kompetenzfelds Praktikum: Nanotechnologie und Grenzflächenverfahrenstechnik in der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Assistenten Beginn WS 13/14, Termin September (vorauss, ) (6 LP) Vorlesung: Nanotechnologie Technische Prozesse und Anwendungen von Nanomaterialien Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar WS 13/14, Freitags (3 LP) Seminar: Rezente Themen der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Gruppen- und Projektleiter WS 13/14 (3 LP), Freitags Das Seminar und das Praktikum sind Veranstaltungen, an denen ausschließlich Studierende der Medizintechnik teilnehmen werden. Das Praktikum überlappt mit Versuchen für Studierende der Verfahrenstechnik und der Technischen Biologie. Das Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP bietet Bachelorarbeiten und Praktika an, auch in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer- Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

4 Module und Veranstaltungen des Kompetenzfelds Praktikum: Nanotechnologie und Grenzflächenverfahrenstechnik in der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Assistenten Beginn WS 13/14, Termin September (vorauss, ) (6 LP) Vorlesung: Nanotechnologie Technische Prozesse und Anwendungen von Nanomaterialien Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar WS 13/14, Freitags (3 LP) Seminar: Rezente Themen der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Gruppen- und Projektleiter WS 13/14 (3 LP), Freitags Das Seminar und das Praktikum sind Veranstaltungen, an denen ausschließlich Studierende der Medizintechnik teilnehmen werden. Das Praktikum überlappt mit Versuchen für Studierende der Verfahrenstechnik und der Technischen Biologie. Das Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP bietet Bachelorarbeiten und Praktika an, auch in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer- Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

5 Praktikum

6 Praktikum

7 Praktikum

8 Praktikum

9 Module und Veranstaltungen des Kompetenzfelds Praktikum: Nanotechnologie und Grenzflächenverfahrenstechnik in der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Assistenten Beginn WS 13/14, Termin September (vorauss, ) (6 LP) Vorlesung: Nanotechnologie Technische Prozesse und Anwendungen von Nanomaterialien Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar WS 13/14, Freitags (3 LP) Seminar: Rezente Themen der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Gruppen- und Projektleiter WS 13/14 (3 LP), Freitags Das Seminar und das Praktikum sind Veranstaltungen, an denen ausschließlich Studierende der Medizintechnik teilnehmen werden. Das Praktikum überlappt mit Versuchen für Studierende der Verfahrenstechnik und der Technischen Biologie. Das Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP bietet Bachelorarbeiten und Praktika an, auch in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer- Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

10 Lerninhalte der Module Anwendungen von Nanotechnologie, Nanomaterialien und Grenzflächenverfahrenstechnik in der Medizintechnik. Physikalische, chemische, biologische und biomedizinische Eigenschaften von Nanomaterialien und Grenzflächen Aufbau und Struktur nanostrukturierter Materie; Synthese und Verarbeitung von Nanomaterialien und grenzflächenbestimmten Materialien. Nanotechnologische Methoden in der Medizintechnik unter Ausnutzung besonderer mechanischer, chemischer, elektrischer, optischer, magnetischer, biologischer und medizinischer Eigenschaften von Nanomaterialien. Innovative Methoden in der medizinischen Forschung, Diagnostik, Therapie und Pflege. Lab-on-a-Chip-Technologie, Transplantations-, Implantationsmedizin und Prothetik bis Hyperthermie, Hygienetechnik bis Dialyse und Blutwäsche.

11 Basiskompetenzen aus dem Grundstudium Sinnvolle Basiskompetenzen: Einführung in die Chemie Einführung in die Biochemie Experimentalphysik 1 und 2 Biosensorik Auch: Materialien für Implantate

12 Module und Veranstaltungen des Kompetenzfelds Praktikum: Nanotechnologie und Grenzflächenverfahrenstechnik in der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Assistenten Beginn WS 13/14, Termin September (vorauss, ) (6 LP) Vorlesung: Nanotechnologie Technische Prozesse und Anwendungen von Nanomaterialien Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar WS 13/14, Freitags (3 LP) Seminar: Rezente Themen der Medizintechnik Priv.-Doz. Dr. Günter Tovar und Gruppen- und Projektleiter WS 13/14 (3 LP), Freitags Das Seminar und das Praktikum sind Veranstaltungen, an denen ausschließlich Studierende der Medizintechnik teilnehmen werden. Das Praktikum überlappt mit Versuchen für Studierende der Verfahrenstechnik und der Technischen Biologie. Das Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP bietet Bachelorarbeiten und Praktika an, auch in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer- Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

13 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Rezente Methoden der Medizintechnik auf Basis von Nanotechnologie und Grenzflächenverfahrenstechnik Seminar im Kompetenzfeld Nanotechnologie/Grenzflächenverfahrenstechnik, Bachelorstudiengang Medizintechnik, WS 12/13 Günter Tovar, Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik IGVT

14 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Kick-off Einführung in den Seminarablauf Vorstellung der Themenauswahl Brainstorming auf Basis der vorhandenen Kenntnisse zu den Themen Thematische Präferenzen der Studierenden für die Übernahme eines Referats

15 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Ablauf des Seminars 26. Okt Kick-off / Themenauswahl 02. Nov Themenverteilung / Ablauf der Recherche / Lernziele 75 min 09. Nov 16. Nov Vorstellung der ersten Recherche-Ergebnisse (4 von 9) / Methodik der Recherche Vorstellung der ersten Recherche-Ergebnisse (5 von 9) / Methodik der Recherche 23. Nov kein Seminar 75 min 75 min 30. Nov Vorstellung der Zwischen-Ergebnisse 75 min 07. Dez Vorstellung der Zwischen-Ergebnisse 75 min 14. Dez Thema 1 und 2 75 min 21. Dez Thema 3 und 4 75 min 11. Jan Thema 5 und 6 75 min 18. Jan kein Seminar 25. Jan Thema 7 und 8 75 min 01. Feb Thema Feb kein Seminar

16 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Welche Inhalte assoziieren wir mit den Themen? Methode: Metaplan-Brainstorming. Ablauf: 6 min individuelles Brainstorming, Begriffe auf Karten, Übertrag der Karten auf Metaplan (keine Strukturierung), Sichtung der Ergebnisse.

17 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Welche Inhalte assoziieren wir mit den Themen? Methode: Mindmap-Brainstorming. Ablauf: 8 min gemeinsames Brainstorming, Begriffe auf Metaplan, Strukturierung als Maindmap, Sichtung der Ergebnisse.

18 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Verteilung der Themen Methode: Gemeinsamer Prozess, moderiert durch Seminarleiter. Sequenzielle Klärung der Zuordnung im Seminarforum.

19 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Datenbank-gestützte Literaturrecherche ISI Web of Knowledge bzw. Web of Science: Interdisziplinäre Datenbank; besonders interessant: citation alerts, prospektive und retrospektive Suche über Zitate möglich PubMed: Biomedizinische Literatur (beinhaltet u.a. die Datenbank Medline); besonders interessant: Suche über MeSH-Terms SciFinder: Chemische und biomedizinische Literatur; fasst verschiedene Datenbanken zusammen, z.b. Chemical Abstracts, Medline; besonders interessant: ermöglicht die Suche nach chemischen Strukturformeln und Reaktionsgleichungen Google Scholar bzw. Google: Sehr gute Datenbank für allgemeine Suche; besonders interessant: Google macht Suchvorschläge auf Basis der eigegebenen Suchbegriffe; kritisch: Fehlende Unterscheidung von wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Quellen

20 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik Lernziele Brainstorming Paradox: Wie kann ich sicherstellen, dass ich im Seminar nichts Brauchbares lerne? Zwei Gruppen (ABABABABA), Gruppe bestimmt Moderator, Gruppen-Brainstorming, Dokumentation auf Flipchart (15 min). Präsentation der Ergebnisse.

21 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik

22 Prof. Dr. Günter Tovar WS 12/13 Rezente Methoden der Medizintechnik

23 Beispiele aus aktueller Forschung des IGVP Mikroarraytechnologien und Diagnostik Komplettes Labor auf wenigen Quadratzentimetern Fungal Yeast Identification FYI Chip Komplette Analyse in Minilabor anvisiert, Größe 25 mm x 75 mm Nachweis aller klinisch relevanten Hefeund Schimmelpilzerreger Nachweis relevanter Resistenzen Laufzeit 04/ /2014 Forschungsschwerpunkte IGVT: Entwicklung diagnostischer DNA- Microarrays für Lab-On-Chip-Systeme Gewinner Innovationswettbewerb Medizintechnik Gefördert durch das BMBF, Projektträger DLR. Partner: Bosch GmbH, Euroimmun, Fraunhofer IGB, Herz- und Diabeteszentrum NRW, MCS Multi Channel Systems, Robert Bosch-Krankenhaus.

24 Beispiele aus aktueller Forschung des IGVP 3D Tumorprogression und Tumortherapie des malignen Melanoms Erweiterung eines bestehenden Hauttestsystems um das Blutgefäßsystem Anwendung bei der Untersuchung der zellulären Interaktion und der transdermalen Penetration Möglichkeit zur Beurteilung der Metastasierungsfähigkeit von Tumoren und Entwicklung geeigneter Tumor-Therapien Laufzeit 03/ /2012 Forschungsschwerpunkte IGVT: Optimierung der Kulturbedingungen hinsichtlich Differenzierung und Proliferation Weiterentwicklung der Bioreaktortechnologie hinsichtlich Air-Liquid Grenzflächenkultivierung und Perfusion des Gefäßsystems Gefördert durch die Mildred-Scheel-Stiftung. Partner: Institut für Zellbiologie und Immunologie IZI, Universität Stuttgart. A: Hornschicht, B: Epidermis, C: BioVaSc, D: Fibroblasten, E: Vaskuläre Strukturen

25 Beispiele aus aktueller Forschung des IGVP Künstlicher Knorpel in 3D-Formaten Photoaktive Gelatine + Frisch isolierte Knorpelvorläuferzellen Zelleinschluss in vitro Kultur Künstlicher Knorpel Tag 1: Grün = Zellen lebend. Tag 7.

26 Elastische Biomaterialien in 3 D Eine Schlüsseltechnologie für die personalisierte Medizintechnik 3D-STRUKTURIERTE BIOMATERIALIEN MITTELS RAPID PROTOTYPING Günter Tovar Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Fraunhofer IGB

27 Die Fraunhofer-Gesellschaft Europas größte anwendungsorientierte Forschungsorganisation 60 Institute über Mitarbeiter BioRap -Netzwerk Bremerhaven Oldenburg Itzehoe Lübeck Hamburg Bremen Hannover Braunschweig Oberhausen Paderborn Halle Dortmund Schkopau Duisburg Kassel Schmallenberg St. Augustin Erfurt Jena Aachen Euskirchen Gießen Wachtberg Ilmenau Rostock Potsdam Magdeburg Berlin Teltow Cottbus Leipzig Dresden Freiberg Chemnitz Darmstadt Würzburg Bayreuth Erlangen Bronnbach St. Ingbert Kaiserslautern Fürth Nürnberg Saarbrücken Karlsruhe Pfinztal Ettlingen Stuttgart Straubing Freising Freiburg Augsburg Garching München Oberpfaffenhofen Kandern Prien Efringen- Holzkirchen Kirchen Fraunhofer IGB

28 Warum Free Form-Fabrikation elastischer Biomaterialien? Testsysteme Transplantate Diameter Biokompatibilität Geometrie = Nekrotische Zellen = O2 = Nährstoffe Elastizität Novosel et al. Vascularization is the Key Challenge in Tissue Engineering, Adv. Drug Deliv. Rev Fraunhofer IGB

29 Generative Fertigung synthetischer Blutgefäße Arterien, Arteriolen Kapillaren Venen, Venolen in vivo Ø 4 mm 20 µm Ø < 20 µm in vitro Leitungsmodul Austauschmodul Leitungsmodul Fraunhofer IGB

30 Kombination: Inkjet und MPP-Technologie Fraunhofer IGB

31 Biologisieren: Endothelzellen anlocken Ziel Endothelium im Inneren der künstlichen Gefäße Biokompatibles Material Biofunktionalisieren CO Endothelialisieren Unfunktionalisiertes druckbares Material Biofunktionalisiertes druckbares Material Fraunhofer IGB

32 Kompetenzfeld Nanotechnologie / Grenzflächenverfahrenstechnik: Prof. Dr. Günter Tovar Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Telefon: 0711 / Mail: guenter.tovar@igb.fraunhofer.de Weitere Informationen verfügbar unter: