BioMEMS Anwenderforum
BioMEMS sind elektro-mechanische Systeme zur Manipulation und Analyse biologischer Partikel im Mikromaßstab. Ihnen widmete das Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut (NMI) in Reutlingen am 1. März erstmals ein eigenes Anwenderforum. Einen Tag lang diskutierten rund 130 Experten aus Forschung, Klinik und Wirtschaft den Stand der Technik und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Diagnostik und Bioanalytik.
Individuelle, auf den einzelnen Patienten zugeschnittene Behandlungsformen sind einer der großen Trends für die Medizin der Zukunft. Damit verbunden steigt die Nachfrage an schnellen, preiswerten und mobilen Lösungen für die Diagnostik und die Bioanalytik. Eine zentrale Rolle spielen dabei BioMEMS. Ob ganze Zellen, Proteine oder genetisches Material: Die Analyse verläuft im Kleinstmaßstab in flüssigem Medium, weshalb „Lab-on-a-Chip-Technologie“ und „Mikrofluidik“ zu den meist gehörten Begriffen des Tages gehörten. Kliniker formulierten auf dem Workshop klar ihre Anforderungen an BioMEMS: Der behandelnde Arzt möchte direkt am Krankenbett nach der Entnahme von kleinsten Mengen Blut, Speichel oder anderemmPatientenmaterial innerhalb von zwei Minuten ein gesichertes Analyseergebnis haben. Die Referenten stellten die Wege vor, auf denen dieses Ziel erreicht werden kann. Zentrale Schritte dabei sind Automatisierung und Miniaturisierung.
Mitarbeiter des NMI zeigten dafür richtungsweisende Innovationen “Made in Reutlingen“. Hier werden zum Beispiel Testsysteme entwickelt, bei denen Proteine über ihre Bindung an winzige magnetische Kügelchen detektiert werden. Dieses Verfahren kommt mit geringsten Probenmengen aus und wird zurzeit zu einem Anwendungssystem weiterentwickelt. Eine andere NMI-Entwicklung zielt auf die Detektion von Bakterien im Urin, die schmerzhafte Harnwegsinfekte verursachen. Ziel ist es, den Untersuchungszeitraum von mehreren Tagen auf wenige Stunden zu reduzieren. Um die Mini-Systeme zuverlässig und exakt ansteuern zu können, wurde am NMI ein „Mikrofluidik-Controller“ entwickelt, der generell mit BioMEMS kombiniert werden kann. Design- und funktionsübergreifend sind auch die an Unternehmen gerichteten Dienstleistungen des NMI zur Chipentwicklung: Multiphysiksimulationen helfen dabei, Mikrofluidik-Systeme noch vor der Herstellung des ersten Prototypen im Computer auf ihre Funktion zu überprüfen und so Entwicklungszeit und –kosten zu sparen.
Interessante Neuentwicklungen wurden auch von Referenten aus der Industrie vorgestellt, zum Beispiel von Boehringer Ingelheim microParts, ein Mikrofluidsystem zur Auftrennung von Blutbestandteilen und Abtrennung des Plasmas. Aus der gleichen Innovationsschmiede stammen Mikrofluidchips, die ebenso flexibel anwendbar sind wie Mikrotiter-Platten.
Quiagen verfolgt mit seinen Systemen generell den Anspruch, den gesamten Arbeitsablauf von der Probenentnahme bis zur Analytik in einem kompakten System zu vereinen. Eine der vorgestellten Anwendungen dient zur Detektion von Viren, die Atemwegserkrankungen verursachen.
Dass es auch Anwendungen jenseits der Humanmedizin gibt, zeigte das Mikrofluidsystem von IMM (Institut für Mikrotechnik Mainz). Es erlaubt die Extraktion und Analyse von Bakterien aus Bodenproben und Getreide. Auch Analytik Jena setzt auf den universellen Einsatz seiner Systeme: Vorgestellt wurde ein Kleinsystem für den Feldeinsatz, um Nukleinsäure zu detektieren, etwa in Lebensmittel- oder Bodenproben.
Bei allen Fortschrittsberichten wurden die noch nicht bewältigten Herausforderungen nicht ausgeklammert. Die Workshopteilnehmer diskutierten die langen, teuren Entwicklungszeiten von BioMEMS und wie man sie verkürzen könne, sie erörterten die teilweise unübersichtliche Patentlage und Fragen der Qualitätskontrolle.
Rund 130 Teilnehmer machten mit ihrer engagierten Mitarbeit den Workshop zu einem großen Erfolg. Mehrfach wurde der Wunsch nach Wiederholung bzw. Weiterführung laut. Einer der Gäste fasste in seinem Fazit zusammen: „Eine Spitzenveranstaltung zu einem ausgezeichneten Preis-Leistungsverhältnis. Wo gibt es schon einen ganztägigen Workshop mit hochkarätigen Vorträgen und exzellenter Verpflegung?“
Die Resonanz bleibt beim NMI nicht ungehört: Das BioMEMS-Anwenderforum soll seinen festen Platz im Veranstaltungskalender des NMI einnehmen und wird in Zukunft voraussichtlich jährlich stattfinden.