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Bessere Wundheilung dank biophotonischer Technologie

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Bislang mussten orale Wunden und Defekte ab einer bestimmten Größe nach chirurgischen Eingriffen mit Kompressen abgedeckt oder mit einem eigenen Haut- oder Schleimhauttransplantat mit oft aufwändiger Nahttechnik versorgt werden. Durch den im Projekt »Biophotonic Technologies for Tissue Repair BI-TRE« erforschten Ansatz zur Wundabdeckung mit Kollagenmembranen, welche lasergestützt an der Schleimhaut befestigt werden, wird dagegen eine neue Lösung erarbeitet.

Bild 1: Strahlungscharakteristik eines Faserbündels für die Lasertherapie mit optischer Diagnostik.

© Fraunhofer ILT, Aachen

Das Projekt ist Teil der Initiative BiophotonicsPlus »Biophotonische Geräte für die angewandten Lebenswissenschaften und den Gesundheitssektor«, mit der das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und die EU den Einsatz biophotonischer Technologien im medizinischen Bereich fördern.

Faseroptische Sonden für die geregelte Laserkoagulation

Zur Umsetzung der Ziele von BI-TRE haben Experten des Fraunhofer ILT einen Prozess erarbeitet, der durch Einsatz von zwei verschiedenen Wellenlängen eine optimale Anpassung der optischen Eindringtiefe an das Gewebe erlaubt.

Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse hat DILAS eine spezielle Laserstrahlquelle entwickelt, mit deren Hilfe gleichzeitig zwei Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen emittiert werden können, die unabhängig voneinander steuerbar sind. Zudem verfügt die Strahlquelle über einen optischen Rückkanal zur Detektion von Prozesssignalen. Auf diese Weise lässt sich die Stärke einer Gewebekoagulation während der Behandlung bestimmen.

Damit der Laser speziell im Bereich der Mund-, Kiefer-, Gesichts- und Oralchirurgie eingesetzt werden kann, hat die Firma LifePhotonic ein Handstück konstruiert, in dem eine Laserfaser zum Transport der Laserstrahlung sowie außerdem Fasern zur Detektion eines Temperatursignals und weiterer optischer Signale integriert sind.

Somit wird gewährleistet, dass der anwendende Arzt den zulässigen Temperaturbereich einhalten kann und das behandelte Gewebe unbeschadet bleibt. Die transparente Kollagenmembran, die schließlich als Wundauflage mit dem Laser auf dem Gewebe fixiert wird, stammt von der Botiss biomaterials GmbH. Mediziner des Universitätsklinikums Eppendorf erproben das Handstück nun im praktischen Gebrauch.

Das BI-TRE Konsortium

• DILAS GmbH (Bereitstellung einer optimierten Laserstrahlquelle)
• LifePhotonic GmbH (Handstück und Systemintegration)
• Botiss biomaterials GmbH (Kollagenmembran zur Laserfixierung)
• Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (Klinische Expertise)
• Fraunhofer-ILT (Projektkoordination und Prozessentwicklung)

Das Projekt BI-TRE wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und die Europäische Kommission gefördert, Projektträger ist das VDI Technologiezentrum.

Fraunhofer ILT auf der COMPAMED 2016

Auf dem IVAM-Gemeinschaftsstand Halle 8a/Stand F34.4 der COMPAMED in Düsseldorf vom 14. - 17. November 2017 erläutern Experten des Fraunhofer ILT Chancen und Herausforderungen des Projekts.

Ansprechpartner

Dr. Martin Wehner
Leiter der Gruppe Biotechnik und Lasertherapie
Telefon +49 241 8906-202
martin.wehner@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de/

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

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Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...