Sensorik und Diagnostik

Medizintechnische Neuentwicklungen werden immer komplexer und erfüllen zahlreiche Ansprüche an Komfort, Langlebigkeit und Patientenwünsche. Dabei werden zunehmend neuartige Materialien und Bauteile mit integrierter Elektronik und Speicherchips verbaut.

Sensoren erfüllen dabei verschiedenste Aufgabenbereiche: beginnend bei der Informationsvermittlung z. B. während einer OP bis hin zur Selbstüberwachung bereits implantierter Medizinprodukte durch integrierte, biokompatible oder auch degradierbarer Sensorik.

Neben dem Einsatz im humanen Umfeld sind auch die Ansprüche an industriell genutzte Sensortechnik einem stetigen Wandel unterlegen: neue Messparameter, online-Prozesskontrolle sowie immer höhere Anforderungen an Auflösung und Sensibilität treiben die Forschungsaktivitäten in viele Richtungen voran. Sensoren dienen dabei einerseits der Überwachung hygienischer Bedingungen z. B. in Prozessen der Lebensmittelproduktion, aber auch der Überwachung verschiedenere Prozessparamater, wie z. B. die klassische pH-Wert Messung. Neben den steigenden fachlich/technologischen Anforderungen sind auch Limitierungen in Größe und Preis ein an Einfluss gewinnender Faktor.

Am Fraunhofer FEP wurde daher für den Test und die Etablierung eigens entwickelter Sensoren ein multimodaler Sensorik-Teststand „SensBio“ etabliert, welcher zukünftig für Fragestellungen des Up-Scaling durch Bioreaktor-Prozesse im labor- und halbtechnischen Maßstab ergänzt wird.

Detektion über Sensorik

Verschmutzungen sind ein Problem aller Produktionsbereiche. Um Kontaminationen vorzubeugen, ist eine schnelle Detektion von großer Bedeutung. Besonders Biofilme können sich auf jeder Oberfläche bilden und sind sehr hartnäckig, wodurch sie in vielen Bereichen des täglichen Lebens aber auch in Produktionsprozessen ein bisher ungelöstes Problem darstellen.

Bisher gibt es kein Verfahren, mit dem Biofilme effektiv verhindert bzw. gezielt inaktiviert werden können. Das Fraunhofer FEP widmet sich deshalb der Entwicklung von Lösungen zur effektiven Detektion von Oberflächenkontaminationen mithilfe verschiedenster Technologien des Institutes. Unter anderem setzen wir auf die Echtzeit-Detektion von Biofilmen und anderen Verschmutzungen mithilfe der bidirektionalen Displaytechnologie. Weiterhin eignen sich organische Photodioden sowie auch Sensoren zur Detektion und Auswertung von Oberflächen und deren Verschmutzungen in zahlreichen Bereichen wie Produktionsabläufen mit Rohrleitung und verschiedenen flüssigkeitsführenden Systemen.

Anwendungen

• Fingerabdrucksensoren
• Solar- und Photovoltaikanlagen
• Biofilminaktivierung auf Kathetern
• in-vivo Infektionsdetektion- bzw. Behandlung
• Reinigung von Trinkwasserleitungen und flüssigkeitsführenden Systemen
• Lab-on-Chip Systeme
• Interaktive Überwachung von Produktionsabläufen