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Besser hören – nicht nur auf Partys

Den meisten Menschen fällt es nicht leicht, sich in einer belebten Umgebung auf eine spezifische Stimme zu konzentrieren. Besonders schwierig ist dies für Schwerhörige. Ein neuartiges Konzept für Hörhilfen, entwickelt unter Beteiligung von Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern, soll künftig die Sprachverständlichkeit in komplexen Situationen verbessern und es erleichtern, einem einzelnen Sprecher zu folgen.

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Bild der Woche: Bluttest für daheim

Der Prototyp, den Alexander Tanno zwischen Daumen und Zeigefinger hält, sieht nicht sonderlich beeindruckend aus – ein zwei Mal zwei Zentimeter kleiner, durchsichtiger Würfel aus Kunststoff, der eine Probe auf einem Papierstreifen umschließt, und an dem drei Elektroden angebracht sind. Aber das unscheinbare Gerät kann etwas Einzigartiges: Es macht aus einem qualitativen Bluttest einen quantitativen. Damit wird ein Test viel empfindlicher. Tannos Erfindung macht empfindliche Bluttests möglich, die Patienten überallhin mitnehmen können.

Life-Science-Research- und Diagnostika-Industrie im Kampf gegen das Coronavirus

Die Verfügbarkeit präziser, schneller und leicht handhabbarer Labortests ist Voraussetzung, um Infektionsfälle zu identifizieren, medizinische Maßnahmen einzuleiten und die weitere Verbreitung einzudämmen. Mit Hochdruck entwickelt die Diagnostika-Industrie entsprechende Tests. Inzwischen stellen rund zehn Unternehmen Tests auf das Coronavirus her. Diese werden dem Gesundheitssystem über den normalen Weg des Inverkehrbringens (CE-Kennzeichnung), über eine nationale Sonderzulassung beim Bundesamt für Medizinprodukte und Arzneimittelsicherheit (BfArM) oder als Forschungsreagenzien zur Verfügung gestellt.

Bild der Woche: Krankheiten ohne Medikamente heilen

Laut einer Studie des Robert-Koch-Instituts ist jede vierte Frau von Harninkontinenz betroffen. Diese Form der Blasenschwäche wurde bislang durch ein Beckenbodentraining, spezielle Schrittmacher, medikamentös oder sogar operativ behandelt. Mithilfe von Mikroimplantaten könnten solche mitunter langwierigen und aufwändigen Therapieformen entfallen. Der Clou: Die elektrische Stimulation hilft bestimmten Körperarealen dabei, ihre Funktion bei Bedarf durchzuführen.

Aktive Tröpfchen

Langanhaltende und präzise Dosierung von Arzneimitteln dank Öl-Hydrogel-Gemisch Mit einer Mixtur aus Öl und Hydrogel lassen sich medizinische Wirkstoffe nicht nur genau dosieren, sondern auch über Zeiträume von bis zu mehreren Tagen kontinuierlich verabreichen. Die Wirkstoffe, die sich im Inneren der aktiven Tröpfchen befinden, werden nach und nach freigesetzt. Die Gefahr von Über- oder Unterdosierung…

Kleber für gebrochene Herzen

An Wind- und Wellen-gepeitschten Küsten haftet sie stoisch an Felsen, Booten und Stegen: die Muschel. Mit Superkräften, die Spiderman erblassen lassen, hält sich der Muschelfuss auf dem Untergrund fest, produzieren seine Drüsen doch feine Haltefäden, die im Gegensatz zur Spinnenseide auch unter Wasser standhaft und dennoch hochelastisch bleiben. Bestandteil dieser Muschelseide sind unter anderem zwei Eiweisse, mfp-3 und das besonders schwefelhaltige mfp-6. Als Strukturproteine sind sie für die Biomedizin besonders interessant aufgrund ihrer faszinierenden mechanischen Eigenschaften und der Bioverträglichkeit mit lebendem Gewebe.

Künstliche Intelligenz verbessert Darmkrebs-Vorsorge

Um bei einer Darmspiegelung noch mehr und kleinere Krebsvorstufen sicher zu entdecken, setzen Endoskopie-Expert*innen des Universitätsklinikums Freiburg jetzt auf Künstliche Intelligenz (KI). Das System analysiert während der Darmspiegelung, auch Koloskopie genannt, die Live-Videobilder und markiert verdächtige Stellen auf dem Monitor mit einem grünen Rechteck. Studien zeigen, dass Ärzt*innen damit etwa zehn Prozent mehr Krebsvorstufen finden als ohne KI-Unterstützung.

Durchsichtige Organe

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse einer Zusammenarbeit zwischen dem Helmholtz Zentrum München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

Neuer Wirkstoff gegen Gefäßverkalkung

Forschende der ETH Zürich und des ETH-​Spin-offs Inositec entwickelten einen neuen Wirkstoff gegen Gefäßverkalkung. Davon betroffen sind viele Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz. Bei ihnen ist der Stoffwechsel gestört, was dazu führen kann, dass sich Kalziumsalze in Weichteilen – zum Beispiel in Blutgefäßen oder sogar auf Herzklappen – ablagern und diese verhärtet. Häufige Folgen davon sind schwere Herzkreislauferkrankungen, die mitunter tödlich enden können. Bevor Patienten vom Wirkstoff profitieren können, braucht es allerdings weitere Untersuchungen und Tests.

Tremor mit Ultraschall behandeln

Einen Tee einschenken oder Haare kämmen – wenn die Hände unkontrollierbar zittern, werden einfachste Aufgaben zur Herausforderung. Patienten mit solchen Symptomen leiden oft an einem essentiellen oder an einem Parkinson-Tremor, chronisch fortschreitenden Bewegungsstörungen mit unwillkürlichem Zittern. Die Standardtherapie mit Medikamenten ist nur selten ausreichend und mit erheblichen Nebenwirkungen behaftet. Bei der operativen Therapie, der sogenannten „Tiefen Hirnstimulation“ (THS), werden Elektroden in der Tiefe des Gehirns platziert, was mit einer Eröffnung des Schädels einher geht.

MRT in Kombination mit Röntgen soll künftig Krebstherapie verbessern

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert mit mehr als 3,3 Millionen Euro über drei Jahre ein Verbundprojekt des Universitätsklinikums Freiburg und der Siemens Healthineers. In dem Projekt wird die Magnetresonanztomografie (MRT), die derzeit überwiegend in der Diagnostik zum Einsatz kommt, für die besonderen Anforderungen der interventionellen Radiologie und für die Kombination mit Röntgenbildgebung angepasst. Forscher*innen arbeiten dafür an einem neuartigen Verfahren, das die minimalinvasiven radiologischen Behandlungen von Tumoren und Metastasen in der Leber präziser und schonender machen soll.

Doppel-Röntgenblick hilft Tuberkulose- und Osteoporoseforschung

Mit einer Röntgen-Kombinationstechnik hat ein Forscherteam Nanotransporter für Tuberkulose-Medikamente mit sehr hoher Präzision in biologischen Zellen aufgespürt. Die Methode vereint zwei ausgeklügelte Röntgenmessungen und kann kleinste Mengen verschiedener Metalle in biologischen Proben mit sehr hoher Auflösung lokalisieren, wie das Team um DESY-Wissenschaftlerin Karolina Stachnik im Fachblatt „Scientific Reports“ berichtet.

Polymer-Membranen erleichtern Sauerstoffaustausch

Schwerkranke Lungenpatienten, die an akutem Lungenversagen leiden, werden mithilfe eines medizintechnischen Geräts beatmet – Fachleute bezeichnen diesen Vorgang als extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO), einer Alternative zur klassischen maschinellen Beatmung. Dabei wird Blut über eine Kanüle aus dem Körper abgenommen, außerhalb des Körpers mit einem Membran-Oxygenator mit Sauerstoff angereichert, von Kohlendioxid befreit und über eine zweite Kanüle wieder in den Blutkreislauf eingeführt. Dieser Vorgang ist für die Betroffenen außerordentlich belastend und kann nur über einen kurzen Zeitraum durchgeführt werden.

Roboter REALITI findet den Weg in die Luftröhre

Die schnelle Intubation kann das Leben eines Patienten retten Die schnelle Intubation kann das Leben eines Patienten retten. Für Ungeübte ist sie jedoch schwierig und zudem nur mit entsprechender Ausbildung erlaubt. Peter Biro, Anästhesiearzt im Universitätsspital Zürich, und Ingenieure des Multi-Scale Robotics Lab der ETH Zürich haben nun ein roboterassistiertes System zur Intubation entwickelt, das…

Alzheimer-Bluttest wird weiterentwickelt

Eine Auszeichnung bedeutet 100.000 Euro Förderung des Projekts für zwei Jahre. Die Alzheimer-Krankheit durch einen Bluttest frühzeitig und sicher nachweisen: Daran arbeitet Prof. Dr. Klaus Gerwert, Biophysiker der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Gemeinsam mit Prof. Dr. Philip Scheltens vom University Medical Center Amsterdam will er seinen immuno-Infrarot-Sensor zur Erkennung von alzheimertypischen Biomarker-Proteinen im Blut mit einem…

elektronische haut tastsinn

Elektronische Haut für Roboter

Integrierte Mikrochips für elektronische Haut Erste vollintegrierte Bauelemente aus Magnetsensoren und organischer Elektronik schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut. Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet werden. Das funktioniert nur, weil die Hautoberfläche flexibel und bestens…

Nanoröhrchen helfen die Gegenbenheiten menschlicher Zellen nachzustellen

Physiker entwickeln neues experimentelles Modell für „Lipid-Flöße“ in menschlichen Zellen Lipid Raft beschreibt Abschnitte einer Zellmembran, die für Signal- und Molekülaustausch verantwortlich sind. Bisherige Experimente, die dies nachstellen sollten, können aber nur Zellen simulieren, die menschlichen Zellen nicht sehr nahe kommen. Einem internationalen Team ist es nun gelungen, ein Experiment zu entwerfen, das die Gegebenheiten…

Eine mit mehreren Lagen extrem dünnen Halbleiter-Nanoplättchen beschichtete Glasscheibe, die mit UV-Licht beschienen wird und blaues Licht aussendet.

Plättchen statt Kügelchen machen Bildschirme sparsam

ETH-Wissenschaftler haben die QLED-Technologie für Bildschirme weiterentwickelt. Seit wenigen Jahren gibt es QLED-Bildschirme zu kaufen. Sie sind bekannt für ihre hellen, intensiven Farben, welche mit der sogenannten Quantenpunkt-Technologie erzeugt werden. QLED steht für Quantenpunkt-Leuchtdiode. Forschende der ETH Zürich haben nun eine Technologie entwickelt, welche die Energieeffizienz der QLEDs erhöht. Die Wissenschaftler erreichten dies, indem sie…

VERFÜGBARE 3D-DRUCKVERFAHREN EVALUIEREN Eine Begünstigte ist Marijana Madzarevic, Doktorandin im dritten Jahr in pharmazeutischer Technologie. „Wir sind stolz darauf, dass dies das erste und vorerst einzige 3D-Labor der Pharmazie in Serbien ist“, sagt sie. Im sogenannten „Pharm3D“ werden drei Typen von 3D-Druckern verwendet: Fused Deposition Modelling (FDM), Stereolithografie (SLA) und zuletzt mit der Anschaffung eines Sintratec Kits auch selektives Lasersintern (SLS). Marijana und ihr Team untersucht, inwieweit sich verschiedene pharmazeutische Hilfsstoffe für solche Additivtechnologien eignen. Das selektive Lasersintern weckte das Interesse der Wissenschaftler, da hier das Druckmaterial – im Gegensatz zu den anderen Verfahren – pulverbasiert ist, was für konventionelle Arzneimittel bereits üblich ist. DIE MÖGLICHKEITEN VON SLS ERKUNDEN Wie jede 3D-Druck-Technologie hat auch SLS spezifische Vor- und Nachteile im Pharmabereich. Einige Hilfsstoffe (z.B. Mannit oder Laktose) können nicht ohne weiteres zu einer stabilen Tablette gesintert werden. Deshalb konzentriert sich das Team von Marijana bei der Forschung auf verschiedene Initiatoren, die den Verfestigungsprozess unterstützen. „Wir wollen eine Vielzahl von sicheren, pharmazeutisch hochwertigen Substanzen untersuchen, die bei der Verfestigung von bekannten, verfügbaren Inhaltsstoffen helfen und leicht eine Tablette mit gezielter Wirkstofffreisetzung resp. Auflösungsdauer (schnell, langsam, pulsierend) bilden, je nach den Bedürfnissen der Patienten.“ Laut Marijana könnte diese Personalisierung von pharmazeutischen Produkten mittels additiver Prozesse in Zukunft zur Norm werden. GROSSES POTENZIAL FÜR DIE ZUKUNFT „Mit dem Sintratec Kit können wir die Mischung in den Druckbehälter geben, auf Drucken klicken und eine Tablette erhalten – es ist keine weitere Kompression erforderlich“, erklärt Marijana. Dieser Aspekt macht die Technologie besonders interessant, da eine Kompression tendenziell einschränkend wirkt. Ersetzt durch diese additive Methode eröffnet sich eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten, die von komplizierten geometrischen Formen bis hin zu individuellen Dosierungsanordnungen reichen. Das enorme Potenzial von SLS in diesem Bereich ist offensichtlich. Für Apotheker haben jedoch die Patienten und ihr Wohlbefinden die grössere Priorität. Marijana betont, dass Pro und Contras solcher Verfahren vor jeder Implementierung sorgfältig untersucht werden müssen. Sie bleibt aber zuversichtlich: „Wir wollen die Nachteile überwinden und die Vorteile des selektiven Lasersinterns in der Pharmazie maximieren.“ BILDUNGSWERT NEUER TECHNOLOGIEN Vielleicht noch wichtiger als die Forschung ist die Bildungsseite. „Wir sind stolz darauf, dass wir den Studenten 3D-Drucktechnologien in der Praxis zeigen können und nicht nur darüber reden“, sagt Marijana. Die Fakultät verfügt über ein sehr aktives Zentrum, das die wissenschaftliche Forschung ihrer Studierenden unterstützt und es ihnen ermöglicht, additive Technologien in die Arbeit einzubeziehen. Für eine Bildungseinrichtung wie die Universität Belgrad ist es von entscheidender Bedeutung, mit den neuesten Technologie- und Digitalisierungstrends Schritt zu halten. Marijana hofft, dass mit einem wachsenden Labor alle künftigen Generationen von Apothekern die Möglichkeit haben werden, 3D-Modelle zu erstellen und zu drucken. Sie fasst zusammen: „Gemeinsam können wir die Zukunft der Pharmazie neugestalten!“ Quelle: sintratec.com

Die Zukunft der Pharmazie neugestalten

Im „Pharm3D“-Lab untersuchen die Pharmazeuten den 3D-Druck von Arzneimitteln mit Hilfe eines Sintratec Kits Professorin Svetlana Ibric vom Department für pharmazeutische Technologie und Kosmetologie an der Universität Belgrad befasst sich mit der Entwicklung von Dosierungsformen mit kontrollierter Freisetzung und Prozessoptimierungen im Pharmabereich. Sie entschied sich dazu, an der Fakultät ein 3D-Labor und Forschungsteam mit dem…

Lichttherapie für Immunzellen hilft bei Nebenwirkungen von Krebstherapie

Nebenwirkung von Immuntherapien lässt sich vermutlich durch Lichtaktivierung stoppen Erst seit wenigen Jahren ist schwarzer Hautkrebs, auch Melanom genannt, medikamentös behandelbar. Allerdings kommt es bei jedem zweiten Patienten zu starken Autoimmunreaktionen wie Hautausschlag oder Durchfall. Dass sich diese mit einer speziellen Lichttherapie aufhalten lassen, haben jetzt Forscherinnen und Forscher des Universitätsklinikums Freiburg mit schweizerischen Kollegen…

Künstliche Muskel-Folien trainieren Stammzellen zu Knochenzellen

Programmierbare Biomaterialien für die Knochenregeneration erforscht Gezielt programmierte Materialien können Stammzellen unter bestimmten Bedingungen dazu anregen, sich in Knochenzellen umzuwandeln – das konnte ein deutsches Forschungsteam unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung, nun zeigen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler setzen dazu ein sogenanntes Formgedächtnis-Polymer in der Stammzellenforschung ein. Die Studie wurde…

Medtronic erhält die CE-Kennzeichnung

Die THS-Technologie der nächsten Generation macht durch die ärztliche Überprüfung von patientenindividuellen Gehirnsignalen eine personalisierte, datengesteuerte Behandlung möglich. Medtronic plc (NYSE:MDT) hat heute die CE-Kennzeichnung (Conformité Européenne) für den Percept™ PC Neurostimulator bekannt gegeben. Es ist das einzige System für die Tiefe Hirnstimulation (THS), das mit BrainSense™ Technologie in der Europäischen Union (EU) eingeführt wird.…

Fühler an der Lichtwelle

Neuartiger Detektor, der den Verlauf von Lichtwellen exakt bestimmen kann Licht ist flüchtig. Es breitet sich mit fast 300.000 Kilometer pro Sekunde aus, seine Wellen schwingen einige Millionen Milliarden Mal pro Sekunde. Will man nun exakt mit Licht arbeiten und es steuern, dann muss man es sehr genau kennen. Sogar so genau, dass man weiß…

Neue Hardware soll Quantenkommunikation zur Anwedungsreife bringen

Mit dem Projekt »InteQuant« fördert die Fraunhofer-Gesellschaft ein Forschungsvorhaben, um innovative Hardware für Quantenkommunikation zu schaffen. Die zuverlässige Erzeugung, Über­tragung und Detektion verschränkter Photonen ist eine der wichtigsten technologischen Heraus­forderungen eines anwendungs­orientierten Quanten­internets. Trotz erheblicher Fort­schritte bei den Quanten­kommunikations­technologien in jüngster Zeit sind die bisher erreichten Übertragungs­raten bei der Verteilung von Schlüsseln für viele mögliche…

Bild der Woche

18-Karat-Nugget aus Plastik: Zukünftiges Leichtgewicht für die Elektronik? ETH-Forschende stellten 18-karätiges Gold her, das sehr leicht ist. Grundlage ist eine Matrix aus Plastik, welche metallische Legierungselemente ersetzt. Liebhaberinnen und Liebhaber von Golduhren und schwerem Schmuck können sich freuen. Die Objekte ihrer Begierde dürften dereinst viel leichter werden und trotzdem edel glänzen. Gerade bei Armbanduhren ist…

Weltpremiere: Maschine hält Spenderleber eine Woche am Leben

Maschine kann eine Leber außerhalb des Körpers über eine Woche am Leben erhalten Ein multidisziplinäres Forscherteam am Forschungsplatz Zürich hat eine Maschine entwickelt, die eine Leber außerhalb des Körpers während einer Woche am Leben erhalten kann. Dies ermöglicht eine Behandlung der Leber vor der Transplantation und dürfte künftig vielen Menschen mit schweren Lebererkrankungen und Krebs…

Quantensimulation könnte gezieltes Design neuer Materialien ermöglichen

Wissenschaftler am MPQ haben eine 50 Jahre alte Vermutung über die (Un)trennbarkeit von Ladung und Spin mittels Quantensimulator erstmals experimentell bestätigt Bei Objekten unserer Alltagswelt gibt es kein links ohne rechts oder vorne ohne hinten. Genauso untrennbar scheinen die elektrische Ladung eines Elektrons und dessen „Spin“ verbunden zu sein. Doch in einer streng eindimensionalen Quantenwelt…

Unverwechselbarer molekularer Fingerabdruck

Neuartiges Lasermesssystem zur Analyse der molekularen Zusammensetzung in biologischen Systemen In Organismen zirkulieren die verschiedensten Arten von Molekülen. Der Stoffwechsel lässt in den Zellen ständig verschiedenste neue Moleküle entstehen, die auch in die Umgebung, etwa in das Blut, abgegeben werden. Eines der großen Ziele der Biomedizin ist es, diesen Molekülmix detailliert zu erfassen und so…