Hahn-Schickard
Institut für Mikroanalysesysteme

Sensoren und mikroelektronische Implantate sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. Sie ermöglichen neue Ansätze in Diagnostik, Therapie und Patientenüberwachung und leisten einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung. Gemeinsam mit den innBW-Instituten NMI und Hahn-Schickard arbeitet IMS CHIPS in verschiedenen Forschungsprojekten an innovativen mikroelektronischen Lösungen für medizinische Anwendungen. Zu den Forschungsschwerpunkten zählen Systeme zur Überwachung der Wundheilung, aktive elektronische Implantate zur Anregung der körpereigenen Insulinproduktion sowie Technologien zur Automatisierung der Labordiagnostik. Dabei kommen unter anderem spektroskopische Verfahren und hochauflösende Multi-Elektroden-Arrays zum Einsatz, die eine präzise Stimulation und Messung lebender Zellen ermöglichen.

Die Zukunft der Elektronikfertigung liegt in einer nachhaltigen, ressourcenschonenden und flexiblen Produktion. Generative Fertigungsverfahren und digitale Prozessketten ermöglichen die wirtschaftliche Herstellung kleiner Losgrößen sowie individuell angepasster Produkte und schaffen die Grundlage für eine effiziente und zukunftsfähige Fertigung. Ein zentraler Baustein ist der Ökodesign-Ansatz, der den gesamten Produktlebenszyklus berücksichtigt und energieeffiziente sowie umweltschonende Lösungen fördert. Gleichzeitig wird die Materialbasis um recycelbare und recycelte Werkstoffe mit hoher Zuverlässigkeit erweitert. So lassen sich Ressourcen schonen, der ökologische Fußabdruck reduzieren und die langfristige Funktionsfähigkeit elektronischer Produkte sicherstellen. Nachhaltigkeit, Innovation und Wirtschaftlichkeit werden damit erfolgreich miteinander verbunden.

Mit der LabDisk-Technologie hat Hahn-Schickard eine innovative Plattform entwickelt, die komplexe diagnostische Analysen vollautomatisiert in einer geschlossenen und kontaminationsfreien Kartusche durchführt – von der Probeneingabe bis zum Ergebnis. Die auf zentrifugaler Mikrofluidik basierende Lösung ermöglicht die automatisierte Probenvorbereitung und Analytik verschiedener Biomarker bei gleichzeitig hoher Präzision und Reproduzierbarkeit. Die Technologie eignet sich für anspruchsvolle molekulare Workflows und vielfältige Anwendungen, darunter Genotypisierung, Onkologie, Pränatal- sowie Point-of-Care-Diagnostik. Durch die Automatisierung komplexer Prozesse werden Zeit-, Personal- und Reagenzienaufwand deutlich reduziert und molekulare Hochleistungsanalytik näher an die klinische Praxis gebracht.

Gemeinsam mit Partnern aus der Forschung arbeitet Hahn-Schickard an innovativen Methoden zur Früherkennung von Darmkrebs. Ein Forschungsteam entwickelte einen neuartigen epigenetischen Bluttest, der durch die Kombination von Immunpräzipitation und digitaler Multiplex-PCR Krebsmarker bereits aus sehr kleinen Blutproben nachweisen kann. Das Verfahren ermöglicht eine schonende Probenaufbereitung und benötigt lediglich 500 µL Blutplasma – rund zwanzigmal weniger als vergleichbare Methoden. In einer Pilotstudie erzielte der Test eine hohe diagnostische Genauigkeit mit einer Sensitivität von 85 % und einer Spezifität von 90 %. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial der Methode für die frühzeitige Erkennung von Darmkrebs und stellen einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu praxistauglichen Bluttests für die klinische Anwendung dar. Die Forschung wird im Rahmen des Projekts „OUTLIVE-CRC“ gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein und dem Deutschen Krebsforschungszentrum durchgeführt.