DIANA-Projekte

 

Modul 4: Gesellschaft und Bildung

DINO – DIANA Innovation Lab

• Partner: Fraunhofer IZI, Fraunhofer IWU, Fraunhofer IMW
• Beantragte Fördersumme: 222.340 €
• Start: Januar 2023
• Ansprechperson: Dr. Dirk Kuhlmeier (dirk.kuhlmeier@izi.fraunhofer.de)

Das DINO-Vorhaben hat zum Ziel, ein in die Region und in den Point-of-Care-Markt wirkendes Innovations-Zentrum zu konzipieren. Das hier geplante „DIANA Innovation Lab“ (kurz: DINO) soll die Idee des WIR!-Projekts nachhaltig regional verankern, indem es Startups und Unternehmen im Bereich Medizintechnik / Diagnostik unterstützt; (Labor-)Fläche & Makers Space anbietet, Netzwerken inbegriffen; Räume schafft, in denen Mittelständler bzw. Gründer Geräte und Technologien nutzen können, deren Anschaffung sich für sie nicht lohnt bzw. nicht möglich ist; Digitalisierung und künstliche Intelligenz in der Diagnostik vorantreibt; Kristallisationskeim für die Ansiedlung weiterer (Groß-)Unternehmen ist. DINO wird im Rahmen der Projektarbeit einerseits den für uns relevanten Point-of-Care-Markt näher betrachten und Chancen für das gesamte Konsortium herausarbeiten.

 

Modul 2: Mikrofluidik & nachhaltige Materialien

BIOSIM – Gestaltung Kapillarkraft-gesteuerter PoC-Diagnostiksysteme für die antikörperbasierte Analytik von Alzheimer-Biomarkern mittels multiskaliger Simulationsmethoden

• Partner: SensLab GmbH, Roboscreen GmbH, Fraunhofer IWU, Technische Universität Chemnitz – Professur Mikrofertigungstechnik
• Beantragte Fördersumme: 450.730 €
• Start: Mai 2023
• Ansprechperson: Dr. Philipp Steinert (philipp.steinert@mb.tu-chemnitz.de)

Im Rahmen von BioSIM wollen die Projektpartner eine multiskalige Simulationsmethode zur anforderungsgerechten Gestaltung mikrofluidischer Analysesysteme, sogenannter Lab-on-a-Chip-Systeme entwickeln. Damit soll sich die Zahl der nötigen Wiederholungen bei der Herstellung von Funktionsmustern reduzieren. Die Projektpartner gehen davon aus, dass sich die Entwicklungsdauer so um mindesten 40 Prozent verringern lässt. Mit einem geringeren Bauraumbedarf und einem niedrigeren Herstellungsaufwand erwarten sie, dass sich die Funktionsdichte um mindestens 25 % erhöht. Damit soll BioSim dazu beitragen, die aktuell langen Entwicklungszeiten für PoC-Systeme zu verringern.

 

Modul 2: Mikrofluidik & nachhaltige Materialien

LASOC – Laserschweißen zur massenproduktionstauglichen Herstellung von Lab-on-a-Chip Anwendungen und KI-Qualitätskontrollverfahren

• Partner: Laserinstitut Mittweida, SITEC GmbH, C-Marx GmbH, SensLab GmbH (im Unterauftrag: d-opt GmbH)
• Beantragte Fördersumme: 979.674 €
• Start: voraussichtlich Frühjahr 2023
• Ansprechperson: Dr. Christopher Pöhlmann (poehlmann@senslab.de)

Projektziel ist es, ein Immunoassay-PoC-System zum Nachweis von Procalcitonin (PCT) zu etablieren, das auf dem Aufbau eines »einfachen« Glucose-Sensors basiert. Dafür wollen die Partner eine Technologie entwickeln, die das passgenaue Laserschweißen transparenter Polymerfolien mit geringen Spurbreiten ermöglicht. Weiterhin soll ein Assay entwickelt werden, mit dem sich in weniger als 15 Minuten Biomarker messen lassen. In den Herstellungsprozess integrieren wollen die beteiligten Unternehmen eine automatische Inline-Qualitätsüberwachung, um beispielsweise das Auftreten von Siegelfehlstellen schon bei der Herstellung zu erkennen. Angestrebt wird somit die Etablierung einer kostengünstigen und massenproduktionstauglichen Herstellungsweise von Immunoassay-basierten PoC-Systemen zu etablieren.

 

Modul 2: Mikrofluidik & nachhaltige Materialien

PAPERROCK – Papierbasierte Point of Care Diagnostik

• Partner: Fraunhofer IZI, Freudenberg Industrie Siebdruck GmbH, Sächsische Walzengravur GmbH, Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V. an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig)
• Beantragte Fördersumme: 1.134.000 €
• Start: November 2023
• Ansprechperson: Dr. Natalia Sandetskaya (natalia.sandetskaya@izi.fraunhofer.de)

Nicht erst die Coronapandemie, in der bis heute millionenfach Antigen-Schnelltests auf das SARS-CoV-2-Virus zum Einsatz kamen, hat gezeigt, PoC-Diagnostik braucht nachhaltige Materialien. Im Rahmen von PaperRock wollen die Projektpartner Technologien zur nachhaltigen Herstellung von papierbasierten Diagnostikartikeln entwickeln. Papier hat mehrere Vorteile, die Herstellung ist schnell und preiswert möglich, die Verarbeitung einfach und es verfügt über vielseitige Eigenschaften, beispielsweise lassen sich die Oberfläche und die innere Matrix funktionalisieren. Ziel ist es, hochpräzise Druck- und Prägeverfahren zu etablieren, die die mechanische und chemische Funktionalisierung erlauben, den speziellen Anforderungen der PoC-Diagnostik gerecht werden und beispielsweise die Kompatibilität mit diagnostischen Reagenzien und Verfahren gewährleisten.

 

Modul 3: Detektion & Sensortechnik

IKMSens – Intelligente Inkontinenzmaterial-Sensorik

• Partner: TU Chemnitz - Professur Schaltkreis- und Systementwurf (SSE), FiberCheck GmbH, LSE – Lightweight Structures Engineering GmbH, Modespitze Plauen GmbH, Westsächsische Hochschule Zwickau, Institut für Textil- und Ledertechnik, Dr. med. Martin Grzelkowski - Facharzt für Allgemeinmedizin & Anästhesiologie
• Beantragte Fördersumme: 1.289.756 €
• Start: voraussichtlich Anfang 2024
• Ansprechperson: Prof. Göran Herrmann (goeran.herrmann@etit.tu-chemnitz.de)

Das Ziel des Projektes besteht in der Schaffung eines Detektions- und Meldesystems zur quantitativen Feuchteerfassung auf der Basis kontaktloser Sensorik zur Anwendung im Medizin- und Pflegebereich. Dabei soll ein System entwickelt werden, das unabhängig von den in der Pflegeeinrichtung verwendeten Hygieneprodukten eingesetzt werden kann. Schwerpunkt ist dabei eine zuverlässige, quantitative Ereignisdetektion und die Signalweiterleitung an das Personal im Rahmen der vorhandenen IT-Infrastruktur der Einrichtung sowie auch an Smartphones/Tablets des Personals. Dazu ist im Verlauf des Projekts eine geeignete, an die örtlichen und personellen Gegebenheiten anpassbare App zu entwickeln, die sowohl eine individuelle Einstellung für jeden Klienten ermöglicht als auch eine Karte der Einrichtung enthält.

 

Modul 3: Detektion & Sensortechnik

SniffBot – Entwicklung eines vollautomatisierten Gesundheitskiosks zur Analyse respiratorischer Erkrankungen mittels Atemwegsdiagnostik

• Partner: Fraunhofer IZI, United Robitics Group GmbH, Dr. med. Thomas Lipp, Praxis Dres. Lipp & Amm (+ ein weiterer Industriepartner)
• Beantragte Fördersumme: 763.700 €
• Start: voraussichtlich Anfang 2024
• Ansprechperson: Jessy Schönfelder (jessy.schoenfelder@izi.fraunhofer.de)

Während der Coronapandemie hat sich der Wunsch etabliert, Infizierte zeitnah zu identifizieren um weitere Ansteckungen zu reduzieren. Hier sind schnelle und kostengünstige Tests gefragt, die zu einem „Massenscreening“ z.B. am Eingang von Krankenhäusern, Pflegeheimen oder Apotheken. Das Ziel von SniffBot ist, hierfür eine technische und vollautomatisierte Lösung zu entwickeln. Dabei setzen wir auf die Analyse von volatilen organischen Komponenten (VOCs) in der Ausatemluft. Diese werden mittels Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) innerhalb von 2-4 Minuten analysiert. Die Unterscheidung zwischen bakteriellen und viralen Erregern oder die Bestimmung des genauen Virustyps ist über diese IMS-Methode möglich. Gegenstand des Vorhabens ist einerseits die Entwicklung eines automatisierten Kommunikations- und Probeentnahmetools, andererseits die automatisierte Datenauswertung. Nach Abschluss des Projektvorhabens steht ein vollautomatisierter Gesundheitskiosk an dem alle Schritte autonom und automatisch ablaufen, d.h. es wird kein Bedienpersonal benötigt.

 

Modul 1: Probenvorbereitung (Starterprojekt – ohne Beiratsvotum)

PlasmaSepPOC – On-Chip Probenvorbereitung für den Nachweis von Biomarkern in Vollblut mittels mikrofluidischer Lab-on-a-Chip POCT-Einwegsensoren

• Partner: Fraunhofer IZI, Fraunhofer IWU, SensLab GmbH
• Fördersumme: 605.036,43 €
• Start: September 2022
• Ansprechperson: Dr. Christopher Pöhlmann (poehlmann@senslab.de)

Das Blutplasma ist eine der wichtigsten Quellen für zirkulierende Biomarker. Bei der Vermessung von Vollblutproben ist die Probenvorbereitung der Blutprobe ein entscheidender Schritt für die nachfolgende Zuverlässigkeit der Bestimmung eines Biomarkers aus der Vollblutprobe. Vor allem bei patientennahen oder Point-of-Care-Testing (POCT)-Systemen ist die Integration der Probenvorbereitung in das Analysesystem von essentieller Bedeutung, damit diese Systeme sowohl von medizinischem Fachpersonal als auch von Laien verwendet werden können. Im geplanten Forschungsvorhaben sollen innovative Lösungsansätze für kapillarkraftgetriebene mikrofluidische Separationsmethoden für die Gewinnung von Blutplasma in POCT-Einwegsensoren entwickelt werden. Es soll eine in ein Disposable integrierbare Blutseparationsmethode entwickelt werden, welche durch preiswerte Massenfabrikation produziert werden kann. Damit entfallen für den Endnutzer aktuell häufig noch notwendige Probenvorbereitungsschritte wie etwa das Abzentrifugieren der Probe zur Gewinnung des Blutplasmas, was die Akzeptanz und Zuverlässigkeit solcher POCT-Methoden erhöhen wird.