Mikrofluidik und On-Chip Devices

Die Versorgung von Forschungs- und Entwicklungslaboren im Bereich der regenerativen Medizin und der Biowissenschaften mit induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) entsprechend hoher Qualität erfordert ausgeklügelte automatisierte Prozesse. Einen unerlässlichen Teil dieser Prozesskette stellen dynamische, fluide Systeme zur Versorgung der Zellen in der Kultur und für die spätere Differenzierung dar. Hierbei werden hohe Anforderungen an die konstante, homogene Versorgung der Zellen unter definierten Bedingungen gestellt. Gleichzeitig ist eine Beeinflussung des Zellverhaltens durch dynamische Effekte höchst unerwünscht, so dass Scherkräfte minimiert werden müssen.

Darüber hinaus befasst sich die Arbeitsgruppe mit der Entwicklung und dem Design neuartiger On-Chip Devices für die Medizin- und Pharmatechnik. Dabei erlauben mikrofluidische Systeme die Manipulation und Separation von Zellen sowie eine gezielte Beeinflussung von Zellen und Zellensembles durch zeitlich und räumlich hochpräzise steuerbare chemische Gradienten. Ein anderer Ansatz der Mikrofluidik in der Herstellung von Scaffolds ermöglicht die örtliche Variation der chemischen Zusammensetzung oder topographischen Beschaffenheit der Zellumgebung. Der Entwicklungsprozess mikrofluidischer Systeme wird durch Finite-Elemente-Simulationen gestützt und erlaubt damit kostensparende Designs und kundenorientierte, spezifisch auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Entwicklungen.

Themenschwerpunkte

• Automatisierte, dynamische Zellversorgung bei der Expansion und Differenzierung von Stammzellen
• Entwicklung und Design von On-Chip Devices
• Optimierung kundenspezifischer Prozesse in Bioreaktoren und On-Chip Devices