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Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS

Technologie-Campus 3, 09126 Chemnitz
Deutschland

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IVAM Microtechnology Network: "High-Tech for Medical Devices" - Virtual Joint Pavillon

Ansprechpartner

Dr. Mario Baum

Business Unit Manager »Technologies and Systems for Smart Health«
Department System Packaging

Telefon
+49 371 45001-261

E-Mail
mario.baum@enas.fraunhofer.de

Andreas Morschhauser

Head of Group Fluidic Integration and System Technology
Department Multi Device Integration

Telefon
+49 371 45001-241

E-Mail
andreas.morschhauser@enas.fraunhofer.de

Dr. Martina Vogel

Advisor to the Institutes Management, Head of Quality Management, Manager Marketing/PR

Telefon
+49 371 45001-203

E-Mail
martina.vogel@enas.fraunhofer.de

Dr. Bianca Milde

Technology Transfer Assistant / Strategic Coordinator

Telefon
+49 371 45001-456

E-Mail
bianca.milde@enas.fraunhofer.de

Dr. Christian Hedayat

Head of Department
Advanced Systems Engineering

Telefon
+49 5251 60-5630

E-Mail
christian.hedayat@enas-pb.fraunhofer.de

Franz Selbmann

Expert Parylene
Department System Packaging

Telefon
+49 371 45001-491

E-Mail
franz.selbmann@enas.fraunhofer.de

Dr. Nooshin Saeidi

Expert CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers)
Department System Packaging

Telefon
+49 371 45001-267

E-Mail
nooshin.saeidi@enas.fraunhofer.de

Katja Meinel

Expert Piezoelectrical Sensors and Actuators for Medical Technology
Department Multi Device Integration

Telefon
+49 371 45001-444

E-Mail
katja.meinel@enas-extern.fraunhofer.de

Frank Roscher

Project Leader (APFEL and BeforeFever)
Department System Packaging

Telefon
+49 371 45001-239

E-Mail
frank.roscher@enas.fraunhofer.de

Toni D. Großmann

Projekt M3 Infekt

Telefon
+49 371 45001-445

E-Mail
toni.grossmann@enas.fraunhofer.de

Besuchen Sie uns!

Noch offen / NN

16.11.2020

Thema

ganztägig

Vereinbaren Sie Livetermine mit unseren Ansprechpartnern über das Matchmaking-Portal auf der Networking Plaza!

18.11.2020

Thema

13:20 - 13:40

Vortrag: Personalized Medical Treatments by Miniaturized Devices

Dr. Mario Baum
Geschäftsfeld-Manager »Technologies and Systems for Smart Health«

Session: Microprecision, Manufacturing and Processing
auf dem virtual.COMPAMED HIGH-TECH FORUM 2020 by IVAM
Link zur Session: https://youtu.be/BRz1dRmr7Vk

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19.11.2020

Thema

ganztägig

Vereinbaren Sie Livetermine mit unseren Ansprechpartnern über das Matchmaking-Portal auf der Networking Plaza!

Unser Angebot

Produktkategorien

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.03  Mikroaktorik
  • 07  Mikrotechnik
  • 07.06  Mikrooptik
  • 07  Mikrotechnik
  • 07.08  Mikrobearbeitung
  • 07.08.02  Gedruckte Elektronik

Gedruckte Elektronik

  • 07  Mikrotechnik
  • 07.10  Nanotechnologie

Nanotechnologie

Unsere Produkte

Produktkategorie: In-vitro-Diagnostik (IVD)

Projekt CovMoTe – Innovatives mobiles Testsystem zur nachhaltigen Beschleunigung des SARS-CoV-2 Virusnachweis und des Nachweises bestehender Immunität

In aktuellen Corona-Pandemie zeigt sich, dass die hohe Infektiosität des SARS-CoV-2-Virus die Kapazitäten der vorhandenen Testressourcen zum direkten Virusnachweis übersteigt. Eine schnelle und detailgetreue Abbildung des Infektionsstatus in besonders gefährdeten Risikogruppen könnte die Ergreifung von Gegenmaßnahmen sowie die Eindämmung der Pandemie stark vereinfachen. Jedoch benötigt die PCR-Testauswertung aktuell ca. 24 Stunden. In diesem Fraunhofer-Verbundprojekt-Projekt (mit Fraunhofer IME, ISIT, IBMT, EMFT und ENAS) wird ein kombiniertes Testsystem zur nachhaltigen Beschleunigung des SARS-CoV-2-Virusnachweises und bestehender Immunität entstehen, das mobil einsatzfähig ist. So wird die Testung vor Ort von gefährdeten Risikogruppen einfach durchführbar. Der Einsatz hochinnovativer Techniken (neo-LAMP, elektronische Biochips) ermöglicht ein Testergebnis innerhalb von einer Stunde zum Virus-RNA-Nachweis, die Ergänzung des Tests durch den Status der Immunität erlaubt zudem eine umfassende Beurteilung zum Infektionsstatus. Das Fraunhofer ENAS ermöglicht die dezentrale Durchführung des Virus- und Immunnachweises durch die Übertragung des Assays auf seine mikrofluidische Plattform gemeinsam mit dem Fraunhofer ISIT.

Ansprechpartner: Andreas Morschhauser
In-vitro diagnostics

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Produktkategorie: Mikrofluidik

Projekt MOLOKO – neue Sensorplattform für Nahrungsmittelqualität und Tiergesundheit

Milch ist ein Grundnahrungsmittel und für viele Menschen Teil des täglichen Speiseplans. Trotzdem sinkt der Preis für Milch stetig, was einem hohen ökonomischen Druck für die Milchfarmen bedeutet. Daher versuchen vor allem kleinere Milchproduzenten zunehmend höherwertige Produkte anzubieten, die sich durch ökologische Produktion, andere Milcherzeuger (z. B. Büffel oder Ziegen) oder spezielle Inhaltstoffe (z. B. besondere Proteine) vom Standardprodukt differenzieren. Die damit höheren erzielbaren Preise verlocken jedoch auch verstärkt zum Betrug. Obwohl es für viele Qualitätsparameter Tests im Labor gibt, können diese auf Grund der meist langen und aufwändigen Analyse Betrugsfälle nur unzureichend verhindern. Im Projekt MOLOKO (H2020, GA Nr.780839) wird ein kompaktes Testsystem auf Basis eines neuartigen plasmonischen Sensors entwickelt. Dieses Testsystem soll eine schnelle Vorortanalyse relevanter Parameter ermöglichen. Das Fraunhofer ENAS trägt dabei mit der Entwicklung einer wiederverwendbaren mikrofluidischen Kartuschen zur schnellen Analyse bei.

Ansprechpartner: Andreas Morschhauser
microfluidics

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Produktkategorie: Wearables

Projekt Sixth Sense – Mikronadeln für das Vitaldatenüberwachung von Rettungskräften

Rettungskräfte stehen an vorderster Linie, wenn es um den Kampf um Leben und Tod geht. Extreme Einsätze wie großflächige Waldbrände haben sich dabei in den letzten Dekaden von der Ausnahme zur Regel entwickelt. Diese Einsätze bringen Rettungskräfte häufig an ihre physischen Grenzen und darüber hinaus. Im europäischen Projekt SixthSense (GA Nr. 883315) wird ein Vitaldaten-Monitoring-System entwickelt, welche den Rettungskräften und den Leitstellen rechtzeitig potenziell kritische Gesundheitszustände anzeigen soll. Das pflaster-ähnliche System soll dabei mittels Elektrostimulation spürbares Feedback vermitteln.

Das Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz entwickelt unterstützt vom Fraunhofer ENAS Polymer-basierte Mikronadeln, welche ein minimal-invasives Monitoring auf der Haut erlauben soll. Die einige Hundert Mikrometer langen Nadeln sind dabei gerade lang genug, um interstitielle Flüssigkeit zu extrahieren, jedoch nicht lang genug, um Blutgefäße oder Schmerzrezeptoren zu treffen. Gemeinsam mit den europäischen Partnern soll eine möglichst kompakte Integration mit Biosensoren für relevante Parameter erreicht werden.

Ansprechpartner: Andreas Morschhauser

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Produktkategorie: Wearables

Projekt BeforeFever – Tragbares, preiswertes Thermometer zur Frühindikation von (SARS-CoV-2)-Virusinfektionen

Die Körpertemperatur ist ein wesentlicher Indikator für Infektionsgeschehen und kann bereits 72 Stunden vor dem Auftreten des eigentlichen Fiebers (38,1°C) als Indikator für Krankheitsgeschehen genutzt werden. Ziel des Projektes am Fraunhofer ENAS ist die Entwicklung besonders kostengünstiger und einfach herstellbarer Temperatursensoren in Form von flexiblen Wearables. Die Devices sollen einen Beitrag zum effektiveren Patienten-Monitoring außerhalb von Intensivstationen bieten. Besonders für die Überwachung gefährdeter Bevölkerungsgruppen in öffentlichen und privaten Einrichtungen, aber auch in Ländern mit vergleichsweise schlecht entwickelten Gesundheitssystemen, soll so eine einfache und besonders schnelle Erstindikation für Infektionsgeschehen im menschlichen Körper bzw. dem Monitoring für deren Verlauf an einer Großzahl der Bevölkerung ermöglicht werden.

Ansprechpartner: Frank Roscher

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Produktkategorie: Forschung, Wearables

Projekt APFEL – Aktives Wundpflaster mit elektrischer Stimulation

Im Projekt werden Herstellungs- und Integrationsverfahren für aktive Wundpflaster erarbeitet. Durch die Integration biokompatibler Elektrodenstrukturen in Wundauflagen in Kombination mit einer entsprechenden Ansteuerung und Spannungsbeaufschlagung dieser, werden die Zellen während des Heilungsvorgangs aktiv beeinflusst.

Fraunhofer ENAS entwickelt spezielle Beschichtungsverfahren und Materialkombinationen für die Herstellung robuster elektrisch leitfähiger Elektroden auf flexiblen Substrate und erarbeitet Simulationsmodelle für die Berechnung der elektrischen Feldstärken in heterogenen dielektrischen Umgebungsbedingungen.

Ansprechpartner: Frank Roscher
research

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Produktkategorie: Wearables

Parylene als Verkapselung für medizinische Implantate und als flexibles Substrat für Wearables

Das Fraunhofer ENAS entwickelt Prozesse zur Abscheidung verschiedener Parylene-Typen für eine qualitativ hochwertige Dünnfilmverkapselung von medizinischen Implantaten, MEMS und organischer Elektronik. Die Parylene-Schichten zeichnen sich dabei durch eine hohe Konformität, Biokompatibilität nach ISO 10993, chemische Inertheit und optische Transparenz aus und sind frei von internen mechanischen Spannungen. In Kooperation mit dem Fraunhofer FEP wurde zudem die Erhöhung der Barriereeigenschaften um mehrere Größenordnungen erfolgreich demonstriert. Neben der Anwendung als Verkapselung entwickelt das Fraunhofer ENAS ultra-dünne, flexible Elektronik und Sensorik auf Basis von Parylene für die Anwendung im Bereich von Wearables.

Ansprechpartner: Franz Selbmann

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Produktkategorie: Mikroaktorik

Piezoelektrische Aktoren und Sensoren für die Medizintechnik

Am Fraunhofer ENAS werden Mikrosysteme basierend auf piezoelektrischem Aluminiumnitrid (AlN) entwickelt. Als Aktuator- und Sensormaterial bietet AlN die Möglichkeit eines hohen Miniaturisierungsgrades. Die technischen Entwicklungen umfassen unter anderem AlN-basierte Mikroscanner mit integrierten Positionssensoren zur ein- bzw. zweidimensionalen Ablenkung von Laserstrahlen für den Einsatz in hochpräzisen, endoskopischen Systemen für die Medizintechnik. Dazu zählen nicht-destruktive Abbildungsverfahren, wie beispielsweise die Fluoreszenzmikroskopie oder die optische Kohärenztomographie (OCT) für eine minimal-invasive, endoskopische in vivo Diagnostik.

Ansprechpartnerin: Katja Meinel
microactuators

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Produktkategorie: Mikrosensorik

Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostic Implants« - In-vivo Blutdruckmessung für Herz-Kreislauf-Patienten

Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojektes »Theranostic Implants« wurden von 12 Fraunhofer-Instituten in enger Zusammenarbeit Technologien für zukünftige Implantate erforscht.

Ein Implantat zur in-vivo Blutdruckmessung wurde gemeinsam von Fraunhofer IMS und ENAS entwickelt. Das Gesamtsystem besteht aus einem Drucksensor, einem ASIC für das Daten- und Energiemanagement (beides vom Fraunhofer IMS) sowie einem Beschleunigungssensor zur Messung der Position des Patienten (von Fraunhofer ENAS) und einem Interposer als Basissubstrat. Der LTCC-Multilageninterposer mit 75 μm breiten Leitbahnen und 13 Einzellagen in einem von NIKKO (JP) hergestellten Stapel beinhaltet eine Spule zur induktiven Energieversorgung und Datenübertragung. Der ASIC und der MEMS-Beschleunigungsmesser werden auf dem Interposer entweder durch Flip-Chip-Bonden mittels Gold-Studbumps oder durch Die-Attach und Drahtbonden montiert. Zur biokompatiblen und hermetischen Verkapselung wurde ein Al2O3/Parylene-Dünnfilm-Mehrschichtkonzept verwendet. Für die Erprobung im funktionellen Betrieb wird das hochminiaturisierte System (Länge: 15 mm, Durchmesser: 3 mm) schließlich mit Silikon verkapselt.

Ansprechpartner: Dr. Mario Baum
microsensors

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Produktkategorie: Mikrosensorik

CMUT – Kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler

Miniaturisierte, kapazitive Ultraschallwandler (CMUT) werden in Siliziumtechnologie hergestellt und ermöglichen das Senden und Empfangen von Ultraschallwellen verschiedenster Frequenzbereiche. Die CMUTs sind gegenüber piezobasierten Ultraschallwandlern für bestimmte Anwendungsfällen zu bevorzugen, da sie stark miniaturisiert und mit einer Ansteuerelektronik kombiniert werden können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Piezokeramik-basierten Ultraschallwandlern haben CMUTs eine große Bandbreite sowie eine niedrige akustische Impedanz. Außerdem ist die Leistungsfähigkeit der CMUTs im Vergleich zu piezobasierten Ultraschallwandlern weniger von der Umgebungstemperatur abhängig. In Bezug auf die Anwendungsbereiche ist die medizinische Bildgebung die Hauptanwendung für CMUT, aber diese Technologie findet auch in anderen Bereichen Anwendung (einschließlich Materialanalyse, zerstörungsfreie Prüfung, chemische Sensorik usw.).

Ansprechpartnerin: Dr. Nooshin Saeidi
microsensors

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Produktkategorie: Mikrosensorik

Projekt SENS-O-SPHERES - Drahtlose Energie- und Datenübertragung für miniaturisierte Messsysteme

Das Messsystem »Sens-o-Spheres« nimmt mittels miniaturisierter Messkügelchen Prozessparameter wie Temperatur, pH-Wert und Gelöstsauerstoffkonzentration in der Flüssigkeit des Bioreaktors auf und gibt diese per Funk an eine Verarbeitungsstation außerhalb des Bioreaktors weiter, die den laufenden Prozess in Echtzeit überwacht und ggf. nachregelt. Das Fraunhofer ENAS entwickelte in diesem Projekt ein spezielles RF-Kommunikationssystem, das für den geringen zur Verfügung stehenden Raum in den Kügelchen (Diameter 8mm) optimiert ist und eine Funkverbindung durch die Flüssigkeit zuverlässig gewährleistet. Parallel dazu entwarf das ENAS eine neuartige Energieübertragungsschnittstelle, die ein positionsunabhängiges Wiederaufladen des integrierten Akkus ermöglicht und somit eine ca. tausendfache Wiederverwendbarkeit der Messkügelchen erlaubt. Weitere Projektpartner dieses vom BMBF geförderten Projektes sind die SAAS GmbH, e-nema GmbH, IMST GmbH, Ökoplast GmbH und die TU Dresden.

Ansprechpartner: Dr. Christian Hedayat
microsensors

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Produktkategorie: Mikrooptik

Projekt M3 Infekt - Stufenlos abstimmbare optische Filter

Als Partner im M3Infekt-Konsortium entwickelt das Fraunhofer ENAS stufenlos abstimmbare und damit wellenlängenselektive Fabry-Pérot-Filter (FPF) mit großer optischer Apertur für den sichtbaren Spektralbereich von 450 nm bis 700 nm. Ziel dabei ist es, diese Filter mit einem Vision-On-Chip-(VSoC)-System, das vom Fraunhofer IIS/EAS entwickelt und bereitgestellt wird, zu kombinieren. Beim VSoC-System handelt es sich um einen Software-programmierbaren Bildsensor bestehend aus einer leistungsfähigen Kamerahardware und flexiblen Algorithmen, wodurch hohe Bildraten und kurze Reaktionsgeschwindigkeit bei gleichzeitig niedriger Leistungsaufnahme möglich werden. In Kombination mit dem FPF soll ein hyperspektrales Kamerasystem entstehen, das über die Auswertung der zeitlich aufgelösten hyperspektralen Bildinformationen eine Früherkennung und Überwachung von an COVID-19 erkrankten Patienten ermöglicht. Ausgewertet werden können zum Beispiel Atemfrequenz, Puls, Hautdurchblutung oder Farbveränderungen der Haut, was Rückschlüsse auf eine mögliche COVID-19-Erkrankung erlaubt. Das zu entwickelnde hyperspektrale Kamerasystem bietet dabei den Vorteil einer kontaktlosen Früherkennung und Überwachungsmöglichkeit, die sowohl in Kliniken, in Arztpraxen, in Alten- und Pflegeheimen oder in den eigenen 4 Wänden eingesetzt werden kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, andere Infektionskrankheiten, die sich auf das Hautbild, die Atemfrequenz oder den Puls auswirken, durch die Anwendung künstlicher Intelligenz frühzeitig zu erkennen und zu überwachen.

Ansprechpartner: Toni D. Großmann
microoptics

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12.11.2020

Fraunhofer ENAS stellt einen schnellen Virustest für den Nachweis des SARS-CoV-2-Virus und ein aktives Wundpflaster zur Stimulation von Heilungsprozessen auf der virtual.COMPAMED 2020 vor

In einer Stunde einen Nachweis über eine Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus oder aber auch über die Immunität gegen das Virus erhalten. Mit elektrischer Stimulation durch ein aktives Wundpflaster Heilungsprozesse beschleunigen. Diese und weitere Themen zeigt das Fraunhofer ENAS zum ersten Mal vom 16.–19. November auf der digitalen Medizintechnik-Messe virtual.COMPAMED 2020.

 Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS zeigt auf der diesjährig digital stattfindenden Medizintechnik-Messe virtual.COMPAMED unter anderem Projekte, die bei der Eindämmung der aktuellen CORONA-Pandemie helfen sollen. Besucherinnen und Besucher der virtual.COMPAMED können sich online im Ausstellerportal informieren und live vom 16.-19. November 2020 auf der Messeplattform www.compamed.de per Chat oder Videocall mit den Fachleuten ins Gespräch kommen.

Testsystem für einen schnellen SARS-CoV-2-Virusnachweis
Die Fraunhofer-Gesellschaft hat eine Reihe von Projekten mit dem Aktionsprogramm »Fraunhofer vs. Corona« angestoßen, die bei der Bekämpfung der aktuellen Pandemie helfen sollen. Fraunhofer ENAS stellt auf der virtual.COMPAMED eines dieser Projekte unter dem Titel »CovMoTe« vor. Da die hohe Infektiosität des SARS-CoV-2-Virus die aktuellen Kapazitäten der vorhandenen Testressourcen zum direkten Virusnachweis übersteigt, wird nach Verfahren gesucht, die eine schnelle und detailgetreue Abbildung des Infektionsstatus liefern. Das Fraunhofer ENAS arbeitet im Fraunhofer-Verbundprojekt-Projekt CovMoTe gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten IME, ISIT, IBMT und EMFT an der Entwicklung eines mobil einsatzfähigen kombinierten Testsystems zur nachhaltigen Beschleunigung des SARS-CoV-2-Virusnachweises und dem Nachweis bestehender Immunität. Der Einsatz hochinnovativer Techniken (neo-LAMP, elektronische Biochips) ermöglicht ein Testergebnis innerhalb von einer Stunde zum Virus-RNA-Nachweis. Die Ergänzung des Tests durch den Status der Immunität erlaubt zudem eine umfassende Beurteilung zum Infektionsstatus. Das Fraunhofer ENAS ermöglicht die dezentrale Durchführung des Virus- und Immunnachweises durch die Übertragung des Assays auf seine mikrofluidische Plattform gemeinsam mit dem Fraunhofer ISIT.

Aktive Wundpflaster zur Stimulation von Zellen
Neben weiteren CORONA-bezogenen Projekten stellt das Institut Entwicklungen im Bereich Mikrosensorik und -aktorik für die Medizintechnik, mikrofluidische Systeme, Materialien für medizinische Produkte und Wearbles vor. Für aktive Wundpflaster mit elektrischer Stimulation entwickelte das Fraunhofer ENAS spezielle Beschichtungsverfahren und Materialkombinationen für die Herstellung robuster elektrisch leitfähiger Elektroden auf flexiblen Substrate. Dabei wurden auch Simulationsmodelle für die Berechnung der elektrischen Feldstärken in heterogenen dielektrischen Umgebungsbedingungen erarbeitet. Durch die Integration biokompatibler Elektrodenstrukturen in Wundauflagen in Kombination mit einer entsprechenden Ansteuerung und Spannungsbeaufschlagung dieser, werden die Zellen während des Heilungsvorgangs aktiv beeinflusst.

Drahtlose Energieversorgung für Messtechnik in Bioreaktoren
Im Bereich Messtechnik und Analytik stellt das Institut das Messsystem »Sens-o-Spheres«, eine vom BMBF geförderte gemeinsame Entwicklung der TU Dresden, SAAS GmbH, e-nema GmbH, IMST GmbH, Ökoplast GmbH und Fraunhofer ENAS, vor. Das System nimmt mittels Messkügelchen Prozessparameter in Bioreaktoren auf. Fraunhofer ENAS entwickelte in einem Teilprojekt ein speziell für das Innere der Kugeln optimierte Kommunikationssystem und eine Schnittstelle für die drahtlose Energieübertragung zum positionsunabhängigen Wiederaufladen der Akkus. In Kombination mit einer intelligenten Steuerung einer jeden Energiesendespule konnte für das komplexe System eine hohe Ladeabdeckung für das gleichzeitige Laden von mehreren Sensoren erreicht werden.

Materialien für Medizingeräte und Implantate
Einen weiteren Schwerpunkt der Präsentation bilden Materialien, die für Mikrosensorik, -aktorik und zur Verkapselung von Systemen genutzt werden. So werden am Fraunhofer ENAS u.a. Mikrosysteme basierend auf dem piezoelektrischen Material Aluminiumnitrid (AlN) entwickelt. Als Aktuator- und Sensormaterial bietet AlN die Möglichkeit eines hohen Miniaturisierungsgrades, um die Weiterentwicklung von Mikroscanner für hochpräzise, endoskopische Systemen zu ermöglichen. Bei der biokompatiblen Verkapselung setzt das Fraunhofer ENAS auf das Polymermaterial Parylene. Dabei entwickelt das Institut Prozesse zur Abscheidung verschiedener Parylene-Typen für eine qualitativ hochwertige Dünnfilmverkapselung von medizinischen Implantaten, MEMS und organischer Elektronik. Die Parylene-Schichten zeichnen sich durch eine hohe Konformität, Biokompatibilität nach ISO 10993, chemische Inertheit und optische Transparenz aus und sind frei von internen mechanischen Spannungen.

Diese und weitere Entwicklungen finden die online auf dem Internetportal www.compamed.de. Mit einer kostenlosen Registrierung können die Besucherinnen und Besucher der virtual.COMPAMED vom 16.–19. November 2020 außerdem Live-Vorträge besuchen und in direkte Gespräche mit den Fachleuten im Matchmaking-Portal kommen.

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05.11.2020

Dezentrales Monitoring von COVID-19 Patienten: Projekt M3Infekt startet

Fraunhofer ENAS bringt im Rahmen des Fraunhofer Clusterprojektes M³Infekt seine Expertise zu abstimmbaren optischen Filter für ein Monitoringsystem von COVID-19-Patienten ein. Das Fraunhofer Clusterprojekt M3Infekt zielt darauf ab, ein Monitoringsystem zu entwickeln, das ein schnelles Eingreifen bei plötzlichen Zustandsverschlechterungen ermöglicht. Das System soll modular, multimodal und mobil sein und kann zum Beispiel bei der Behandlung von COVID-19-Patienten eingesetzt werden. Durch die frühzeitige Einleitung erforderlicher Maßnahmen hilft das System, Krankheitsverläufe abzumildern, die Therapiedauer zu verkürzen und Intensivtherapiestationen flexibel zu nutzen.

Krankheitsverläufe schnell und sicher diagnostizieren
Die Corona-Pandemie stellt eine Herausforderung für die medizinische Diagnostik dar: Neben schwerwiegenden Symptomen verursacht der SARS-CoV2-Virus auch milde Verläufe, die sich akut verschlechtern können. Eine durchgängige Patientenüberwachung gibt es aber bisher nur auf Intensivstationen. Plötzliche Gesundheitsverschlechterungen werden dadurch oft erst zeitverzögert erkannt und Betroffene zu spät in ein Krankenhaus gebracht. Genau da setzt das Clusterprojekt M3Infekt an. Durch die mobile Erfassung, Analyse und Fusion relevanter Biosignale mithilfe unterschiedlicher Technologien können valide Diagnosen über Zustand und Krankheitsverlauf getroffen werden.
Das avisierte System adressiert langfristig die dezentrale Patientenüberwachung auf Normalstationen sowie in außerklinischen Umgebungen anhand multimodaler Parameter des Herz-Kreislaufsystems (u.a. Herzrate, EKG, Sauerstoffsättigung, Durchblutungssituation) und der Atmung (u.a. Atemfrequenz/-volumen, Atemluftanalyse). Als Basis zur Auswertung dienen Methoden des maschinellen Lernens, die die Diag-nosestellung erleichtern und die ortsunabhängige Integration in verschiedene Einsatz- und Anwendungsszenarien gewährleisten.

Bezahlbare Gesundheit – Mehrwert für Patienten und Gesundheitswesen
Der modulare und mobile Aufbau des geplanten Systems mit standardisierten, offenen Schnittstellen ermöglicht die einfache Integration in andere Plattformen und die Anwendbarkeit für verschiedene Krankheiten, wie bspw. Influenza, Pneumonien und Sepsis. Kontinuierliches Monitoring, bisher nur auf Intensivstationen vorgesehen, erweitert den Systemeinsatz auch auf außerklinische Bereiche, wie bspw. in der Kurz- und Langzeitpflege, der ambulanten Behandlung oder der häuslichen Umgebung. So können Patienten in einer für sie förderlichen Umgebung bleiben und müssen nur bei plötzlicher Verschlechterung ihres Zustands in ein Krankenhaus verlegt werden.

Das M3Infekt-Konsortium unter Leitung des Fraunhofer IIS besteht aus zehn Fraunhofer-Instituten und vier medizinischen Partnern, deren verschiedene fachliche Kompetenzen sich interdisziplinär ergänzen. Das Projekt M3Infekt wird im Rahmen der Internen Programme der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.

Partner:
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwurf Adaptive Systeme EAS
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS
Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik Und Radertechnik FHR
Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Fraunhofer-Institut für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT
Fraunhofer-Projektzentrum Mikroelektronische und Optische Systeme für die Biomedizin MEOS

Klinische Partner:
Klinikum Magdeburg
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Universitätsklinikum Erlangen
Universitätsklinikum Dresden

Ansprechpartner:
Dr. Christian Münzenmayer (Fraunhofer IIS)
Dr. Michael Scholles (Fraunhofer MEOS)

Stufenlos abstimmbare optische Filter als Entwicklungsbeitrag des Fraunhofer ENAS
Als Partner im M3Infekt-Konsortium entwickelt das Fraunhofer ENAS stufenlos abstimmbare und damit wellenlängenselektive Fabry-Pérot-Filter (FPF) mit großer optischer Apertur für den sichtbaren Spektralbereich von 450 nm bis 700 nm. Ziel dabei ist es, diese Filter mit einem Vision-On-Chip-(VSoC)-System, das vom Fraunhofer IIS/EAS entwickelt und bereitgestellt wird, zu kombinieren. Beim VSoC-System handelt es sich um einen Software-programmierbaren Bildsensor bestehend aus einer leistungsfähigen Kamerahardware und flexiblen Algorithmen, wodurch hohe Bildraten und kurze Reaktionsgeschwindigkeit bei gleichzeitig niedriger Leistungsaufnahme möglich werden. In Kombination mit dem FPF soll ein hyperspektrales Kamerasystem entstehen, das über die Auswertung der zeitlich aufgelösten hyperspektralen Bildinformationen eine Früherkennung und Überwachung von an COVID-19 erkrankten Patienten ermöglicht. Ausgewertet werden können zum Beispiel Atemfrequenz, Puls, Hautdurchblutung oder Farbveränderungen der Haut, was Rückschlüsse auf eine mögliche COVID-19-Erkrankung erlaubt. Das zu entwickelnde hyperspektrale Kamerasystem bietet dabei den Vorteil einer kontaktlosen Früherkennung und Überwachungsmöglichkeit, die sowohl in Kliniken, in Arztpraxen, in Alten- und Pflegeheimen oder in den eigenen 4 Wänden eingesetzt werden kann. Ebenso besteht die Möglichkeit, andere Infektionskrankheiten, die sich auf das Hautbild, die Atemfrequenz oder den Puls auswirken, durch die Anwendung künstlicher Intelligenz frühzeitig zu erkennen und zu überwachen.

Ansprechpartner:
Toni D. Großmann (Fraunhofer ENAS)
Telefon +49 371 45001-445
toni.grossmann@enas.fraunhofer.de

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Über uns

Firmenporträt

Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS bündelt im Geschäftsfeld »Technologies and Systems for Smart Health« abteilungsübergreifend die FuE-Aktivitäten mit medizinischem, biologischem und lebenswissenschaftlichem Hintergrund.
Der Fokus unserer Entwicklungen liegt auf den technischen bzw. technologischen Aspekten, insbesondere auf der Nutzung von Mikro- und Nanotechnologien für einen Einsatz im Dienste der Gesundheit und insbesondere in der Medizintechnik. Die medizinische Kompetenz wird mit Hilfe von Partnern, Beratern und externen Experten ergänzt.
Das Geschäftsfeld adressiert folgende Themenfelder:
  • Implantate
  • Medizingeräte
  • Messtechnik und Analytik

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Unternehmensdaten

Anzahl der Beschäftigten

100-499

Gründungsjahr

2008

Geschäftsfelder

Dienstleistungen