Forscher haben komplexe Biologie und Chiptechnologie vereint und damit maßgeschneiderte, personalisierte Medizin auf kleinstem Raum ermöglicht: Sie entwickeln einen Chip für Wundheilungs-Messungen.
Vorsichtig hält Professor Peter Ertl den winzigen Bio-Chip zwischen zwei Fingern, den er an der TU Wien entwickelt hat. Die integrierten Strukturen, so unscheinbar sie auch wirken, können künftig Messdaten ermitteln, für die bisher ein Labor mit hochqualifiziertem Personal benötigt wird. Dadurch werden medizinische Untersuchungsergebnisse billiger und rascher verfügbar – ein entscheidender Schritt in Richtung individualisierte Medizin. „Oft verlässt man sich in der Medizin auf Prognosen, die bloß auf Mittelwerten beruhen“, sagt Peter Ertl. „Doch eigentlich wären individualisierte Ansätze wichtig, die spezielle körperliche und molekulare Eigenheiten der betroffenen Einzelperson berücksichtigen.“
Klein und genau
Wertvolle Erkenntnisse kann man dadurch gewinnen, dass man für die Diagnose Zellen einer Person entnimmt und in einer konventionellen Zellkultur vermehrt, bevor man dann Analysen durchführen kann. Die Cell-Chip-Group an der TU Wien entwickelt miniaturisierte Systeme, die dieses Verfahren nicht nur einfacher und billiger machen, sondern obendrein auch noch physiologisch genauere Ergebnisse liefert. Mit Hilfe kleinster Kanäle – so genannter Mikrofluidik – werden die wichtigsten biologischen Bedingungen wie Temperatur, Druck und Flussraten nachgeahmt, um den am Chip lebenden Zellen eine möglichst realitätsnahe Umgebung zu bieten.
Mit diesen Zellen lassen sich dann mechanische Belastungen und Verletzungen simulieren, die am Chip mit Hilfe integrierter Aktuatoren naturgetreu nachgestellt werden. Diese revolutionäre Technologie ermöglicht, Heilungsverläufe verlässlich und genau zu untersuchen.
Miniaturisiertes Wundheilungssystem
So entwickelte die Cell-Chip-Group ein miniaturisiertes Wundheilungssystem, um individualisierte Erkenntnisse über die Wirksamkeit oder auch Nebenwirkungen von Medikamenten zu erhalten. Direkt im Chip entsteht ein so genannter Zellrasen, dem auf genau kontrollierte, standardisierte und reproduzierbare Weise kleine Wunden zugefügt werden – ähnlich wie im realen Leben. Pneumatisch bewegte Membranen stanzen kleine runde Löcher in den gesunden Zellrasen, mit genau definiertem Durchmesser und hoher Präzision. Nicht nur die Verwundungsprozesse selbst kann man am Bio-Chip untersuchen, man kann auch genau studieren, wie sich die Wunde von selbst wieder schließt, wie sich die Migrationsrate von Zellen verhält und vor allem welche Medikamente die Wundheilung verbessern und beschleunigen.
„In der medizinischen Forschung ist das zur Zeit eine klassische Standardaufgabe“, sagt Peter Ertl. „Bisher hatte man dabei mit mangelnder Reproduzierbarkeit zu kämpfen. Mit unserem Bio-Chip ist es nun ganz einfach, immer wieder genau identische Tests durchzuführen, sodass sich die Ergebnisse direkt vergleichen lassen.“
Unsere Whitepaper-Empfehlung
Lesen Sie, warum Medizintechnikunternehmen ihre Testprozesse für die Validierung von Software optimieren müssen und wie sie dabei die Erfahrung der Automobilbranche für sich nutzen können.
Teilen:
