Life Sciences

Life Sciences, also "Lebenswissenschaften", haben eine hohe gesellschaftliche Relevanz und als Branche eine große Spannbreite. Sie beschäftigen sich mit den großen Herausforderungen unserer Zeit und sind dabei nicht nur forschungsgetrieben, sondern auch stark anwendungsorientiert mit enormer Bedeutung für Gesundheit, Umwelt, Landwirtschaft und Industrie. Die Life Sciences sind somit ein hochdynamisches Gebiet, das durch interdisziplinäre Zusammenarbeit und technologische Innovationen sowohl die Forschung als auch industrielle Anwendungen maßgeblich prägt und weiterentwickelt. Zu wichtigen Life Sciences Disziplinen wie Biotechnologie, Medizin und Medizintechnik, Pharmazie, Agrar-, Ernährungs- und Umweltwissenschaften kann das Fraunhofer FEP ein breites Spektrum an Technologien und Prozessen für innovative Lösungsansätze anbieten.

Die Life Sciences Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Fraunhofer FEP zeichnen sich dadurch aus, dass sie schonende, chemikalienfreie und nachhaltige Verfahren etablieren. Die breite Palette der Anwendungen, von der Medizintechnik über die Biotechnologie bis zur Umwelttechnik, wird durch die vielseitige Einsetzbarkeit und Skalierbarkeit der Kernkompetenzen in der Elektronenstrahltechnologie und Plasmatechnik ermöglicht. Synergien zwischen Elektronenstrahl- und Plasmatechniken und biotechnologischen Prozessen führen zur Entwicklung neuer Hybridtechnologien.

Das Fraunhofer FEP versteht sich als eine Plattform, die umfassende technologische Expertise mit anwendungsrelevanten Bewertungsszenarien für medizintechnische und biotechnologische Fragestellungen durch die biomedizinische Laboreinheit bestehend aus Mikrobiologie, Zellbiologie und Bioanalytik nach QM-Richtlinien (DIN ISO 9001) verknüpfen kann. Dies ermöglicht eine interdisziplinäre und industrieorientierte Forschung und Entwicklung für unterschiedlichste Life Science Applikationen.   

Wir freuen uns darauf, mit Ihnen zu evaluieren, wie wir unsere Technologien und Prozesse  für Ihre Forschungs- und Entwicklungsanforderungen qualifizieren können. Interdisziplinäre Kooperationen spielen eine zentrale und unverzichtbare Rolle für die Entwicklung innovativer Lösungen am Fraunhofer FEP, insbesondere in den Life Science Anwendungen.

Gesundheitstechnologien (HealthTech)

Hygienetechnologien – Reinigung, Desinfektion, Sterilisation

Ein typisches Beispiel für angewandte Life Sciences, bei denen biologische, technische und medizinische Erkenntnisse zusammenwirken, um Gesundheit und Sicherheit zu gewährleisten:

  • Planung, Beratung, Schulung
    • Workshop vor Ort zur qualifizierten Zustandsanalyse
    • Unterstützung bei Beschaffung von Neu- und Ersatzanlagen
    • Komplettplanung von produktions-integrierten Reinigungskonzepten
    • Kundenspezifische In-house Schulungen
  • Technologieentwicklung
    • Durchführung von Machbarkeitsstudien
    • Entwicklung kundenspezifischer Reinigungslösungen
    • Bauteilreinigung mit flüssigen Medien
    • Bau von kundenspezifischen Reinigungsmodulen und -pilotanlagen
    • Entwicklung von Elektronenstrahl-basierten Sterilisationskonzepten zur Senkung des Infektionspotenzials, in z. B. der Altenpflege, Krankenhäusern, Laboren und öffentlichen Einrichtungen
    • schonende Sterilisation von thermolabilen Materialien
    • Verpackungssterilisation
    • Hygiene in klinischen Sanitärbereichen
    • Elektronenstrahltechnologie und Plasmatechnologie für adaptive Prozessentwicklungen
    • Plasmabasierte Verfahren und plasmaaktivierte Flüssigkeiten
    • UV-Behandlung
  • Analytik
    • Umfangreiche Laboranalytik und mobile Prozessanalytik
    • Entwicklung von Konzepten für integrierte Produkt- und Prozessanalytik
    • Echtzeit-Detektion von Biofilmen und Verschmutzungen

Antimikrobielle Oberflächenausrüstung

Entwicklung von antibakteriell- und antiviral-wirkenden Beschichtungssystemen, die bspw. das Ansiedeln von Pathogenen verhindern können:

  • Antimikrobielle und keimmindernde Oberflächenbeschichtungen
  • Oberflächenselektive Funktionalisierung mittels Elektronenstrahl-gestützter Beschichtungstechnologie (Grafting) für Kunststoffe oder Textilien ohne zusätzliche chemische Vernetzungsmittel unter Einsatz von Biopolymeren bzw. biobasierten Substanzen
  • Verhinderung und Inaktivierung von Biofilmen
  • Einbettung von Silber- oder Kupferpartikeln (bspw. Nanopartikel) für antimikrobielle Wirkung
  • Photokatalytische Beschichtungen wie Titandioxid (TiO2) mittels Sputtertechnologie
  • Sensorische Beschichtungssysteme

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Medizintechnik (MedTech)

Aufbereitung biologischer Gewebe

Neuartiges patentiertes Verfahren namens SULEEI (Stabilisierung und Sterilisation (S) durch photo-initiierte ultraviolette Quervernetzung (U) mit niederenergetischem Elektronenstrahl (LEEI)) zur Behandlung von dezellularisiertem biologischem Gewebe entwickelt:

  • Aufbereitung und Modifikation biologischer Gewebe für Medizinprodukte
  • Vernetzung und Endsterilisation von Gewebetransplantaten ohne zytotoxische Rückstände
  • Adaptive oberflächensensitive Sterilisation biologischer Implantatmaterialien
  • zellschonende Elektronenstrahlsterilisation lebender Materialien
  • Aufbereitung von Perikardgewebe (Herzbeutel), Nutzung als Patchmaterial in der Herz- und Gefäßchirurgie oder für biologische Herzklappenprothesen
  • Integrationsfähigkeit in bestehenden Fertigungsprozesse

Biofunktionale Oberflächen für Implantate und Medizinische Instrumente

Die niederenergetische, nicht-thermische Elektronenstrahltechnologie ist ein effektives Werkzeug zur selektiven Oberflächenmodifizierung:

  • Optimierung der Biokompatibilität von Kunststoffoberflächen wie Silikon oder PUR
  • Einführung spezifischer Benetzungseigenschaften mit biologischen Medien wie bspw. (Super)hydrophilie
  • Entwicklung von transparenten, leitfähigen und photokatalytischen Beschichtungen für medizinische Geräte
  • Reduzierung der Biokorrosion und Abrasion
  • Elektronenstrahl-gestützte Beschichtung und Vernetzung von Implantatmaterialien zum Schutz vor Biodegradation
  • Entwicklung von selektiven Wundheilungsmaterialien
  • Entwicklung aktiver Werkstoffverbünde für lockerungsfreie Implantate
  • Isolationsschichten für Herzschrittmacher-Elektroden
  • Optische Beschichtungen für optische Filter
  • Funktionalisierte Beschichtung von Verpackungen

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Pharmatechnik (PharmaTech)

Niederenergetische, nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse sind ein wegweisender Ersatz für eine chemikalienfreie Impfstoffherstellung durch anwendungsspezifische Elektronenstrahl-gestützte Inaktivierungsprozesse von Viren und Zellen. Im Gegensatz zu chemischen Methoden bleibt die Antigenkonservierung sehr hoch:

  • Elektronenstrahl-gestützte Inaktivierung von Feststoffen, Flüssigkeiten, Verpackungen
  • Chemikalienfreie Elektronenstrahl-gestützte Impfstoffherstellung
  • Krebstherapeutika
  • Inaktivierung von Bakterien und Parasiten
  • Inaktivierung hochinfektiöser Blutproben
  • Inaktivierung von pharmazeutischen oder Krankenhausabwässern zum Abbau von Hormone, Antibiotika, Herbizide und Pestizide als wichtiger Beitrag zur Umweltpharmakologie und zur Reduzierung von Umweltschadstoffen
  • Sterilisation und Desinfektion von Pharmazeutika

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Biotechnologie (BioTech)

Die FuE-Aktivitäten sind darauf ausgerichtet, nachhaltige Elektronenstrahlprozesse und umweltschonende Technologien für unterschiedlichste Anwendungen hinsichtlich Ressourcenschonung, Recycling und die Erschließung neuer Rohstoffquellen zu etablieren:

  • Biostimulation von Mikroorganismen und Zellen: Untersuchung der biopositiven Wirkung beschleunigter Elektronen auf Mikroorganismen und Zellen. Niedrig dosierte Elektronen können einen biostimulierenden Effekt haben
    • Steigerung der Effektivität von Bioleaching (Biolaugungsprozessen)
    • Biogene Kalksteingewinnung mit phototrophen Mikroorganismen bspw. für nachhaltige Baustoffe
    • Effizientere biologische Reinigung in Aquakultursystemen (RAS)
  • Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung
  • Elektronenstrahl-gestützte Dekontamination von Saatgut und Kräutern
  • Entwicklung innovativer Elektronenstrahlsysteme: Bioreaktorsystem mit gekoppeltem Elektronenstrahl, miniaturisierte Elektronenstrahlquellen (Hybridtechnologie)
  • Abgasbehandlung
  • Recycling von Biomasse

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