Was haben Andy Warhol und Biomedizinische Mikrotechnik gemeinsam?

Dr.-Ing. Paul Čvančara und sein Team von der Professur für Biomedizinische Mikrotechnik (Prof. Dr.-Ing. Thomas Stieglitz) am Institut für Mikrosystemtechnik zeigten den Schülerinnen und Schülern der Schüler-Ingenieur-Akademie bei ihrem gestrigen Besuch an der Technischen Fakultät, wie Siebdruck in der Forschung eingesetzt wird.

Die Labore arbeiten an der Entwicklung neuer Diagnoseverfahren für neurologische Erkrankungen und Verletzungen sowie an der Wiederherstellung ausgefallener Körperfunktionen durch die Kopplung technischer Systeme mit dem Nervensystem. Die Forschung reicht von der Grundlagenforschung bis hin zur klinischen Anwendung. Besondere Sorgfalt wird bei der Entwicklung und Herstellung von neurotechnischen Implantaten aufgrund ihrer Verwendung im Körper angewendet, weshalb die Gruppe nach DIN EN ISO 13485:2016-08 zertifiziert ist.

Zu Beginn der Laborführung präsentierte Dr.-Ing. Paul Čvančara verschiedene Elektroden, die im peripheren Nervensystem angewendet werden, sowie Implantate für die Anwendung im Gehirn, oder Optroden (Werkzeuge für die Optogenetik). Des Weiteren wurden silikonbasierte Arrays, Hybrid-Elektroden zur Tiefenhirnstimulation und Verkapselungstechnologien für Elektronik vorgestellt.

Wie werden die präsentierten Technologien entwickelt und hergestellt?

Zunächst besuchten die Schülerinnen und Schüler das Dickschichtlabor, in dem die elektrischen Bauteile hergestellt werden. Dies geschieht durch verschiedenen Methoden wie zum Beispiel dem Siebdruck. Dabei wird eine leitfähige Paste auf ein Substrat aufgetragen, um die gewünschten Schaltungsmuster zu erzeugen. Ähnlich wie bei Andy Warhol, der berühmte Werke wie Marilyn Monroe oder Elvis Presley mit Hilfe des Siebdrucks schuf.

Anschließend führte die Führung in den Laserraum, den Grauraum und den Reinraum. Diese speziell kontrollierten Räume haben eine geringe Staub- und Partikelbelastung und sind für die hochwertige Herstellung von Implantaten erforderlich. Zum Abschluss der Führung wurden den Schülerinnen und Schülern auch die Elektronik- und Mechatronik-Labore gezeigt.

Dann folgte eine sportliche Aktivität, bei der die Schülerinnen und Schüler mithilfe einer Druckmessplatte einen Ball ins Ziel bewegen konnten. Dabei lernten sie, dass die Kontrolle der Körperhaltung eine Interaktion von sensorischen und motorischen Prozessen benötigt. Alle hatten dabei viel Spaß. Die Sensorplatte hat jedoch einen wissenschaftlichen Hintergrund und wird zur Erforschung der sensomotorischen Rückmeldung bei Patientinnen und Patienten mit Beinprothesen oder neuromuskulären Störungen verwendet. Es wird an Stimulationsparadigmen geforscht, um teilweise motorische Funktionen und sensorische Rückmeldungen mithilfe neuronaler Schnittstellen wiederherzustellen.

Kontakt:

Dr.-Ing. Paul Čvančara
Gruppenleiter Biomedizinische Mikrotechnik
Institut für Mikrosystemtechnik
IMBIT // NeuroProbes
Universität Freiburg
E-Mail: paul.cvancara@imtek.uni-freiburg.de 

Kerstin Steiger-Merx
Referentin PR/Marketing
Technische Fakultät
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-8056
E-Mail: steiger-merx@tf.uni-freiburg.de