Schonender Transport von Blutzellen für die Analytik und Sensorik
Im Zuge einer Projektförderung der NÖ Forschungs- und Bildungsges.m.b.H. (NFB - LSC13-024) haben wir ein für Blutzellen schonendes Pumpverfahren entwickelt. Die Pumpe profitiert von einem vordefinierten Leck, gegeben durch den Spalt zwischen einem Pumppfropfen und einem Rundrohr. Dieses Leck kann die Beschädigung von Blutzellen während dem Pumpvorgang reduzieren. Das Pumpsystem wird von zwei antizyklisch getriebenen Pfropfen aus Dauermagneten, die mit einer biokompatiblen Schicht überzogen sind, angetrieben. Zehn sequentiell angesteuerte Elektromagneten liefern dabei die notwendigen Kräfte. Mit Hilfe von Computersimulationen kann man die Verformung von Blutzellen durch die Engstellen in der Pumpe berechnen. Dadurch konnten wir einen optimalen Spalt zwischen Pfropfen und Kanal bestimmen und in das Design übernehmen. Ein Optimum ist erreicht, wenn das Verhältnis zwischen ausreichender Pumpleistung und minimaler Zellbeschädigung gegeben ist. Mit Hilfe von 3D-Druck-Technologien kann man das Design der Pumpe sehr schnell an die jeweilige zellschonende Anwendung anpassen. Computersimulationen helfen wiederum die jeweiligen Designparameter wie Geometrie, Schaltzeitpunkte oder notwendige elektromagnetische Kräfte zu bestimmen. Die Innovation ist einerseits gegeben durch unsere neuartige Pumpe, die Zellen physiologisch (in ihrer natürlichen Belastung und Verformung) an ihr Ziel bringen. Eine typische sensitive Anwendung ist die dynamische Zellkultivierung in einem mikrofluidischen Analysechip. Andererseits bietet unsere innovative Sensorplattform, die computergestützt und experimentell mechanischen Stress auf Blutzellen bestimmen kann, die Möglichkeit, beliebige mikrofluidische Anwendungen zellsensitiv zu gestalten.
Unternehmensprofil
Die Donau-Universität Krems ist die einzige öffentliche Universität für Weiterbildung im deutschsprachigen Raum und konzentriert sich mit ihrem Studienangebot speziell auf die Bedürfnisse von Berufstätigen. Sie verbindet Erfahrung in postgradualer Bildung mit Innovation und höchsten Qualitätsstandards in Forschung und Lehre.
Das Zentrum für Integrierte Sensorsysteme entwickelt Konzepte und Methoden für smarte Sensoren und Sensorsysteme in Bereichen wie Medizintechnik, Industrie 4.0 oder Umwelt. Die vielfältige interdisziplinäre Expertise deckt die Wertschöpfungskette in Sensorsystemen ab.
Markterfolge
Die jährliche Wachstumsrate des globalen Marktes für Mikropumpen ist 17.2%. Der Markt wird 5.28 Mrd. US Dollar im Jahr 2027 erreichen. Mikropumpen kommen in der Pharmaindustrie, in medizintechnischen Geräten und Laboreinrichtungen zum Einsatz.
Die entwickelten computergestützten Methoden finden bereits international Anerkennung. Forschungsgruppen aus der Schweiz (ETH Zürich), Slowakei, Deutschland und Österreich verwenden das Simulationsmodell für Mikrofluidik mit Blutzellen. Eine kommerzielle Lizenzierung in Multiphysik-Software-Paketen wäre möglich (globaler Markt rund 68 Mio. US-Dollar).
Gründungsjahr: 1995
Mitarbeiter 2016: 615