Elektronische Bauteile, die nach einer definierten Funktionszeit in einer biologischen Umgebung vollständig abgebaut werden, eröffnen sowohl neuartige Anwendungen als auch Wege zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks. Eine Basistechnologie für solche Bauteile ist die Herstellung von biodegradierbaren Leiterbahnen auf biodegradierbaren Substraten in Vakuumtechnologie.
Diese Technologie wurde vom Fraunhofer FEP entwickelt. Ein neuartiges Anwendungsfeld für diese innovativen elektronischen Bauteile sind beispielsweise aktive medizinische Implantate, die nach Ablauf ihrer Funktionszeit vom Gewebe resorbiert werden und damit dem Patienten einen zweiten chirurgischen Eingriff ersparen.
Biodegradierbare elektronische Bauteile
Die Fraunhofer Gesellschaft e.V. fördert nun innerhalb eines Fraunhofer-internen Programms das Verbundprojekt „Bio-Elektron – Biodegradierbare Elektronik für aktive Implantate“. Ziel des Projektes ist es, wesentliche Komponenten für biodegradierbare elektronische Bauteile zu entwickeln, die zum Beispiel in einem Implantat eingesetzt werden können. Zu nennen seien insbesondere: Leiterbahnen, Elektrodenkontakte für elektrische Signalableitung oder Stimulation, Dünnschichttransistoren und Schaltungen, Barriereschichten als Wasser- und Gasbarriere sowie elektrische Isolationsschichten. Diese Systemelemente sollen monolithisch zu einem flexiblen Dünnschichtbauteil integriert werden.
Absorbierbares Implantatmaterial
Am Fraunhofer FEP werden bereits Leiterbahnen und organische Dünnschichttransistoren in Vakuumtechnologie entwickelt. Als Basistechnologie wird dafür die Abscheidung von Magnesium durch thermische Verdampfung im Hochvakuum genutzt. Magnesium ist als biodegradierbares und biokompatibles Metall bekannt und bereits als absorbierbares Implantatmaterial im klinischen Einsatz.
Die Herausforderung besteht darin, dieses Metall auch auf biodegradierbaren Polymerfolien abzuscheiden, auf denen Magnesium in normaler Prozessführung nicht ausreichend haftet. Durch geeignete Vorbehandlung der Substrate mittels Kombination von Trocknung, Plasmabehandlung und Verwendung von Saatschichten konnten inzwischen fein strukturierte Leiterbahnen in hoher Qualität dargestellt werden.
„Wir stehen nun bereit, diese Ergebnisse mit interessierten Partnern aus Industrie und Wissenschaft zu diskutieren, um sie zeitnah in die Praxis umsetzen zu können“, erklärt Dr. Michael Hoffmann vom Fraunhofer FEP und Leiter des Projekts Bio-Elektron.
Das Projekt auf der Messe Productronica (14. bis 17. November 2017 in München): Am Silicon-Saxony-Gemeinschaftsstand, Halle B1, Stand B1-416
Weitere Informationen:
www.fep.fraunhofer.de/de/ueber-uns/projekte/bioElektron.html
