Biomedizinischer Laborkomplex

Der moderne biomedizinische Laborkomplex des Fraunhofer FEP mit Sicherheitsstufe S1 besteht aus Laboreinheiten sowohl für die Mikrobiologie, Zellbiologie, Bioanalytik als auch für oberflächenchemische und biotechnologische Reaktionsprozesse. Dies ermöglicht uns eine interdisziplinäre und industrieorientierte Forschung und Entwicklung für unterschiedlichste Life Science Applikationen. Wir verknüpfen unsere technologischen Kernkompetenzen wie die niederenergetische Elektronenstrahltechnologie mit medizinisch-biotechnologischen Applikationen. Die Laboreinheit erfüllt alle Voraussetzungen für die biologische Sicherheitsstufe S2.

Mit unserer umfangreichen Labor- und Messtechnik bieten wir kundenspezifische Lösungen für verschiedene Branchen wie Medizintechnik, Pharmazie, Umwelt- und Biotechnologie. Dabei kombinieren wir technologische Expertise mit praxisnahen Anwendungsszenarien.

Schwerpunkte

  • In vitro Mikrobiologie und Zellbiologie zur Aufklärung komplexer Wirkmechanismen
  • Nutzung der niederenergetischen Elektronenstrahltechnologie (< 300 keV) für:
    • Sterilisation und Inaktivierung
    • Materialmodifikation und -vernetzung
    • Hormetische Stimulierung von biotechnologischen Prozessen
    • Saatgut und Abwasserbehandlung
  • Forschung zu innovativen Desinfektionslösungen mit Plasma- und UV-Technologien
  • Entwicklung biokompatibler Materialien
  • Integrierte Bioreaktoranlagen für biotechnologische Prozesse

Durch die Kombination von Elektronenstrahlprozessen und Biotechnologie erschließen wir neue Anwendungsmöglichkeiten für nachhaltige Ressourcengewinnung, Energieerzeugung sowie die Produktion biobasierter Materialien.

Laboreinheit Mikrobiologie

  • Aerobe und anaerobe Kultivierung von Mikroorganismen
  • Beurteilung und Detektion von oberflächenselektiven Verschmutzungen und Verkeimungsgrad
  • Hygienisierungskonzepte zur Sterilisation und Desinfektion unter Nutzung von Elektronenstrahl-, UV- und Plasma-technologie
  • Sterilitätsnachweis und Bioburden Test
  • Gezielte Verkeimung mit anschließender Anwendung von selektiven Strategien zur Hygienisierung von Materialien
  • Prüfung biozid-wirkender Substanzen, Substrate und Oberflächen
  • Antimikrobiologischen Bewertung von Beschichtungen
  • Untersuchung der Biofilmbildung
  • Untersuchung der Wirkung der niederenergetischen Elektronenstrahlung auf die mikrobielle Aktivität
  • Untersuchung von Einflussfaktoren auf Biomasseproduktivität und Produktsynthese phototropher Mikroorganismen

Laboreinheit Zellbiologie

  • Zellkultivierung von Suspensionszellen und adhärenten Zellen (primäre Zellen, Zelllinien) in Mono- und Co-Kultur
  • Prüfung der Biokompatibilität und Biofunktionalität von Materialien und Oberflächen einschließlich selektiver Oberflächenbehandlungstechnologien
  • Zellanalyse: Beurteilung von Viabilität, Proliferation, Differenzierung; von Änderungen in Zellzahl, Zellzyklus und Membranpotenzial
  • Evaluation der Beeinflussung von Zell- und Gewebe-schäden durch Beurteilung von Apoptose und Nekrose sowie DNA-Schäden
  • Bewertung der Zelladhäsion: Interaktion von Oberflächen mit Zellen
  • Zytotoxizitätsprüfungen
  • Aufbereitung und Modifikation biologischer Gewebe unter Nutzung der Elektronenstrahltechnologie
  • Gezielte Einflussnahme auf die Zellfunktion durch Einsatz der Elektronenstrahltechnologie (Inaktivierung oder Stimulation)

Biotechnologische Prozesse

© Fraunhofer FEP
Proben mit Elektronenstrahl-behandelten Bakterien zur Kupferlaugung
  • Beaufschlagung von wässrigen Systemen, die Mikroorganis­men oder Zellen enthalten, mit beschleunigten Elektronen zur Anwendung in Recyclingprozessen, zur Energiegewinnung oder Chemikalienbereitstellung und Abwasserbehandlung oder Impfstoffproduktion
  • Monitoring der Bioprozesse über Sensorik
  • Verfahren zur (indirekten) Zelldichtebestimmung
  • Summenparameterbestimmung in der Abwasseranalytik
  • Etablierung von Bioreaktorsystemen mit/ohne integrierte Elektronenstrahlquellen

Oberflächenchemische Prozesse

Die elektronenstrahl-gestützte Oberflächenmodifizierung garantiert den nachhaltigen Erhalt der Materialeigenschaften, während gleichzeitig die Oberflächeneigenschaften ange­passt werden können:

  • Modulation der Benetzungseigenschaften durch Oberflächenfunktionalisierung
  • Verbesserung von materialspezifischen Klebeeigenschaften
  • Selektive Beeinflussung der Biokompatibilität von Materialoberflächen
  • Graftingprozesse zur funktionalen Oberflächenbeschichtung (Antihaftbeschichtungen, biozide Beschichtungen)
  • Vernetzung und Härtung von oberflächenselektiven Beschichtungen
  • Materialschonende Oberflächenhygienisierung