Biomedizinische Sensoren

Wir entwickeln eine Reihe von Funktionsmaterialien für den Einsatz in biomedizinischen Sensoren. Diese reichen von anpassungsfähigen physiologischen Sensoren über epidermale Elektronik bis hin zu funktionalisierten mikrofluidischen Sensoren. Mikrofluidische Systeme nutzen winzige Kanäle, nur wenige µm bis einige hundert µm breit, und Sensoren, um Flüssigkeiten auf kleinstem Raum zu steuern. Ein mikrofluidischer Sensor ist ein Miniatur-Bauteil, das in einem solchen so genannten Lab-on-a-Chip‑System integriert ist und physikalische, chemische oder biologische Informationen aus der durchströmenden Flüssigkeit erfasst.

Wir arbeiten hierbei eng mit klinischen Partnern zusammen, um maßgeschneiderte Lösungen für ihre Bedürfnisse zu entwickeln. Wir interessieren uns auch für die Erfassung und Stimulation biologischer Materie auf zellulärer Ebene.

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass biologische Systeme nicht nur gegenüber ihrer chemischen Umgebung, sondern auch gegenüber ihrer mechanischen Umgebung außergewöhnlich empfindlich sind. Das heißt, die Kräfte und Verschiebungen, denen ein zelluläres System ausgesetzt ist, sind entscheidend für sein Verhalten. Dies ist das Grundprinzip eines neuen Forschungsgebiets, das als „Mechanobiologie” bekannt ist.

Ein genaues Verständnis darüber, wie die Biologie auf diese physikalischen Reize reagiert, könnte bedeutende Auswirkungen auf biomedizinische Implantate, regenerative Medizin und bioinspirierte Materialien haben.

Die Forschung unserer Gruppe befasst sich mit der Verwendung piezoelektrischer Nanomaterialien zur mechanischen Schnittstelle mit zellulären Systemen. Unser Ziel ist es, Werkzeuge für die Mechanobiologie zu entwickeln – ein „piezoelektrisches Lab-on-a-Chip”. Piezoelektrische Nanomaterialien sind aufgrund ihrer Fähigkeit, sowohl Kräfte zu erfassen als auch auszuüben, ideale Kandidaten für ein solches Gerät.