Archive - Mai 2, 2008

Benchtop-System für die TFF-Prozessentwicklung

<a href=http://www.millipore.com>Millipore</a> hat sein Cogent µScale-Tangentialflussfiltrations-System für die Prozessentwicklung und Aufbereitung kleinvolumiger Proben eingeführt. Das halbautomatische Benchtop-System wurde für den Mikromaßstab konzipiert und arbeitet mit bis zu 3 Pellicon 3 ­Kassetten mit je 88 cm² Filterfläche. Benchtop-System für die TFF-Prozessentwicklung <% image name="Millipore_Cogent" %><p> Mit seinem geringen Mindestarbeitsvolumen, seiner Betriebsfähigkeit bei Eingangsdrücken bis zu 5,5 bar und seiner äußerst geringen Pulsation ist das System sowohl für Maßstabsstudien als auch für die Ultrafiltration (UF) und Diafiltration (DF) kleiner Volumina mit Pellicon 3 Kassetten geeignet. Das System eignet sich für die Aufreinigung und Aufkonzentrierung monoklonaler Antikörper, rekombinanter Proteine, Vakzine, Gentherapeutika, Blutserumprodukte und anderer zellbasierter Komponenten. Ein intuitiver Berührungsbildschirm in mehreren Sprachen ermöglicht die einfache Einrichtung und Bedienung ohne komplizierte Programmierschritte. Definierbare Alarm-Sollwerte und automatische Datenerfassung fördern die Produktivität.

Standardisierte Reifeprüfung für Stammzellen

2 Prototypen von Apparaten zur Stammzelldifferenzierung ermöglichen es erstmals, komplexe Entwicklungswege von Stammzellen systematisch zu untersuchen. Sie sind das Ergebnis des Projekts <a href=http://www.cellprom.net>CellPROM</a>, das die EU mit 16,7 Mio € gefördert hat. <% image name="MagnaLab" %><p> <small> Stammzellen können sich in 220 unterschiedliche Körperzellen verwandeln. MagnaLab erlaubt die systematisch Untersuchung ihrer Genese. © Fraunhofer IBMT </small> "Die derzeit übliche Stammzellkultur ist noch zu weit weg von der natürlichen Situation", sagt Daniel Schmitt, Projektkoordinator von CellPROM (Cell Programming by Nanoscaled Devices). Denn im Körper kommen die Stammzellen mit gelösten Nähr- und Signalstoffen und einer Vielzahl unterschiedlicher Zellen in Berührung: Millionen von Proteinen sitzen in oder auf den Zellmembranen und regen Stammzellen dazu an, sich in spezialisierte Zellen zu verwandeln. <table> <td width="120"></td><td> "Wir wollen den Stammzellen im Labor eine Oberfläche anbieten, die den Zellmembranen möglichst ähnlich ist", erklärt Schmitt: "Dazu hat das Konsortium verschiedene Verfahren entwickelt, mit denen sich unterschiedliche Biomoleküle effizient auf zellverträgliche Oberflächen bringen lassen." </td> </table> <b>Definierter Signalkontakt.</b> In den beiden entwickelten Prototypen - MagnaLab und NazcaLab - kommen die Stammzellen in definierter Weise mit den Signalfaktoren in Kontakt: Im MagnaLab wachsen mehrere hundert Zellen auf Kultursubstraten, die mit Biomolekülen beschichtet sind. Im NazcaLab schwebt eine Vielzahl einzelner Zellen, von Nährlösung umspült, in parallelen Kanälen und trifft dort auf Mikropartikel, die mit Signalfaktoren bestückt sind. "Über ein Mikroskop und eine Kamera dokumentieren wir in Zeitrafferaufnahmen, wie sich einzelne Zellen teilen und differenzieren", sagt Schmitt. Dass sich die Multitalente von Oberflächensignalen dazu anregen lassen, sich in spezialisierte Zellen zu verwandeln, belegten die Forscher an etwa 20 unterschiedlichen Zellmodellen. Standardisierte Reifeprüfung für Stammzellen

Gedruckte Leiterbahnen für Sensorsysteme

In thermoelektrischen Sensorsystemen müssen Leiterbahnen richtig verdrahtet sein. Um die Nachteile der "Verdrahtung" zu vermeiden, drucken die Forscher am Fraunhofer <a href=http://www.ifam.fraunhofer.de>IFAM</a> die Leiterbahnen jetzt auf. Die Strukturen, die so entstehen, sind dünner und die Messungen des Sensors präziser. Gedruckte Leiterbahnen für Sensorsysteme <% image name="IFAM_Leiterbahnen" %><p> <small> Gedruckte Leiterbahnen verbinden einen Strömungssensor (unten) mit den Kontakten einer Leiterplatte (oben). © Fraunhofer IFAM </small> <table> <td width="120"></td><td><small> <b>Thermoelektrische Strömungssensoren</b> messen, welche Mengen eines Gases oder einer Flüssigkeit in eine bestimmte Richtung fließen. Entscheidend für ihre Funktion ist der richtige Kontakt: Die aus einem Silizium-Wafer und einer Membran bestehenden Messfühler sind in einer Leiterplatte eingebettet. Damit der nötige Strom zwischen den Kontakten des Sensors und der Leiterplatte fließen kann, muss eine Leiterbahn geschaffen werden - Experten sprechen von der "Kontaktierung". </small></td> </table> "Bisher hat man für die Kontaktierung hauptsächlich Drahtbonds verwendet", erklärt Christian Werner, Projektleiter am Bremer IFAM. "Doch diese dünnen Drähte stehen hervor und beeinträchtigen deshalb das Strömungsverhalten der Gase und Flüssigkeiten. Das kann hochpräzise Messungen beeinflussen." Beim nun entwickelten INKtelligent printing werden die Leiterbahnen durch ein berührungsloses Aerosoldruckverfahren aufgedruckt. Das Besondere daran ist die Tinte: "Die Suspension enthält Nano-Silberpartikel in einem speziellen Lösungsmittel", sagt Werner. "Damit lassen sich extrem dünnschichtige Leiterbahnen drucken." Eine anschließende thermische Behandlung aktiviert die elektrische Leitfähigkeit der Verbindungen. Anstelle von Drahtbonds mit einer Höhe von 1-1,5 mm sind die gedruckten Leiterbahnen gerade mal 2-3 Mikrometer hoch, also knapp 500 x dünner als Drahtbonds. Das macht die Messungen der Sensoren viel exakter.

IWM entwickelt peristaltische Mikropumpe

Mit einer neuartigen Mikropumpe des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik (<a href=http://www.iwm.fraunhofer.de>IWM</a>) lassen sich kleinste Mengen Flüssigkeit - etwa Medikamente - genau und flexibel dosieren. Aktive Verbundstoffe und eine elektronische Steuerung sorgen dafür, dass die wartungsarme Pumpe exakt funktioniert - vorwärts wie rückwärts. IWM entwickelt peristaltische Mikropumpe <% image name="IWM_Mikropumpe" %><p> <small> Die neuartige Mikropumpe funktioniert ähnlich wie die menschliche Speiseröhre: Die Flüssigkeit wird von links aufgenommen (oben), durch eine Verformung der Pumpe weitergedrückt (mitte) und rechts wieder freigegeben (unten). © Fraunhofer IWM </small> Mikropumpsysteme sind meist nicht so flexibel wie gewünscht: Oft funktionieren sie nur in eine Richtung, Blasen in der Flüssigkeit stören ihren Betrieb, sie vertragen keine Partikel, haben eine starre Pumpleistung und besitzen Verschleißteile wie Ventile oder Zahnräder. Forscher am IWM in Freiburg haben mit Partnern ein neuartiges Pumpsystem entwickelt, das diese Probleme löst: Eine steuerbare peristaltische Mikropumpe. IWM-Projektleiterin Bärbel Thielicke erklärt: "Ähnlich wie die menschliche Speiseröhre zieht sie sich wellenförmig zusammen, um so die Flüssigkeit zu bewegen - sie verformt sich aus sich selbst heraus. Dafür waren eine ganze Reihe verschiedener Werkstoffe und spezieller Materialverbunde nötig." Die Forscher verwenden Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Folien, die mit Biege-Elementen aus kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff und einem flexiblen Schlauch verbunden sind. "PZT-Werkstoffe verformen sich, sobald man ein elektrisches Feld anlegt. Dadurch lässt sich das Pumpsystem elektronisch ansteuern", so Thielicke. Zudem halten spezielle Klebstoffe die einzelnen Komponenten des Pumpsystems zusammen. Dank einer besonderen Steuerungselektronik lassen sich kleinste Mengen exakt durch das System pumpen. Die ersten Funktionstests hat das System bereits bestanden. Nun wollen die Forscher die peristaltische Mikropumpe an die unterschiedlichen Anwendungen anpassen. "Dafür benutzen wir besondere Simulationsmodelle", sagt Thielicke. "Wir berechnen im Voraus, wie der Aufbau der Pumpe verändert werden muss, um andere Mengen oder andere Flüssigkeiten zu dosieren. So sparen wir bei der Entwicklung Zeit und Kosten."

Hochleistungs-Transistoren für Displays und Sensoren

Gemeinsam mit dem Hitachi Central Research Laboratory haben Forscher des Advanced Technology Institutes (<a href=http://www.ati.surrey.ac.uk>ATI</a>) der University of Surrey demonstriert, dass bei Transistoren auf ungeordneten ("disordered") Silikon-Filmen eine exzellente Schaltleistung erreicht werden kann, indem der Leitungskanal im Transistor gerade einmal 2 Nanometer dünn gehalten wird. <% image name="Schaltkreis_Lupe" %><p> <table> <td width="120"></td><td><small> <b>Für Transistor-Designer</b> ist es die größte Herausforderung, eine hohe Leistung bei geringen Kosten auf großen Substraten unterzubringen. Transistoren auf billigen und flexiblen Substraten wie Glas und Plastik scheiden derzeit für eine Leistungssteigerung bei Displays und Sensoren aus. In Frage kommen nur kristalline Materialien, die aber teuer sind und ex-situ auf größeren Substraten aufgebracht werden müssen. Könnten sowohl die Elektronik- als auch die Display-Substrate integriert werden - eine neue Computing-Ära wäre eingeläutet. </small></td> </table> Generell muss in der Transistor-Herstellung das Auftragen von Halbleiter-Filmen bei niedrigen Temperaturen erfolgen, um die Substrat-Integrität zu erhalten. Die Qualität des organischen oder inorganischen Halbleiterfilms ist von diesem Herstellungsprozess sehr stark beeinflusst, ebenso die Leistung des damit arbeitenden Transistors. Die Ingenieure des ATI schlagen nun ein smartes Transistor-Design vor, um einige der Hürden zu überwinden, die auftreten, will man geeignete Schwachstrom- und Hochgeschwindigkeits-Berechnungen in Standard-Materialien erreichen. Eine weitere grundlegende Arbeit aus demselben Labor betrifft das neulich entwickelte Source Gated Transistor (SGT) Konzept von John Shannon. Verglichen mit einem Feldeffekt-Transistor kann der SGT mit sehr kurzen Quelle-Senke-Abtrennungen operieren, um hohe Geschwindigkeiten, Stabilität und herausragende Kontrolle der Stromstärke zu erzielen, was beim Fabrikationsprozess entscheidende Vorteile ermöglicht. Xiaojun Guo aus der Forschungsgruppe kommentiert: "Das Engineering der Transistor-Struktur selbst kann die Leistung elektronischer Geräte steigern. Es wird das Design von leistungsfähigen, großflächigen Schaltkreisen und auf billigen, aber verlässlichen Materialien basierenden Systemen ermöglichen." ATI-Direktor Ravi Silva ist überzeugt, dass dank der neuen Erkenntnisse "die etablierten CMOS-Technologien auch für Displays und Sensoren" verwendet werden können. "Die Arbeiten formen den Grundstein künftiger Elektronik." <small> &#8226; X. Guo and S.R.P. Silva, 'High-Performance Transistors by Design', Science, vol 320, 02 May 2008 &#8226; X. Guo, T. Ishii, and S.R.P. Silva, 'Improving Switching Performance of Thin-Film Transistors in Disordered Silicon', to appear in IEEE Electron Device Letters, vol 29 Issue 6, 2008. </small> Hochleistungs-Transistoren für Displays und Sensoren

G-CSF als Biosimilar: Kooperation auf 3 Kontinenten

Ein Biosimilar zur Behandlung der Neutropenie (eine Nebenwirkung der Chemotherapie) wird von <a href=http://www.apotex.com>Apotex</a> aus Kanada mit Intas Biopharmaceuticals (<a href=http://www.intasbiopharma.co.in>IBPL</a>) aus Indien weiterentwickelt. Die Vorarbeit in Europa dazu hat die Wiener <a href=http://www.kwizda.at>Kwizda Pharma</a> geleistet. <% image name="Vial" %><p> Neukine, ein rekombinanter Granulozyten-Kolonie stimulierender Faktor (G-CSF), wird bereits von IBPL hergestellt und vertrieben. Kwizda arbeitet schon seit einiger Zeit mit IBPL an der Entwicklung von G-CSF für den europäischen Markt. Nun hat Kwizda alle ihre Rechte an IBPLs G-CSF an Apotex abgetreten. Apotex und IBPL sind gleichzeitig übereingekommen, ihre Zusammenarbeit auf die Entwicklung von G-CSF für Nordamerika (USA und Kanada) auszuweiten. Helmut Brunar, Vizepräsident des Bereichs Forschung und Geschäftsentwicklung bei Kwizda Pharma, erläutert: "Die Zusammenarbeit mit nichteuropäischen Pharmaunternehmen bei der Erschließung des europäischen Markts gehört zur gegenwärtigen Geschäftsstrategie von Kwizda Pharma. Deshalb haben wir mit IBPL eine <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/7800>Phase-I-Studie</a> durchgeführt, die erfolgreich abgeschlossen wurde. Unsere Rechte an IBPLs G-CSF haben wir jetzt an Apotex abgetreten, darunter auch das Recht auf Einleitung einer Phase-III-Studie für die Zulassung von G-CSF in Europa." Shri Mani Iyer, Executive Director bei IBPL, kommentiert: "IBPL und Apotex zielen auf einen bedeutenden Anteil des gesamten G-CSF-Markts in Nordamerika und Europa ab, der sich auf rund 1,4 Mrd CAD im Jahr beläuft. Die Richtlinien für die Registrierung biologisch ähnlicher Produkte in Nordamerika liegen noch nicht in ihrer endgültigen Fassung vor. Wir erwarten aber einen klaren Zulassungsweg. IBPL und Apotex sind sehr daran interessiert, die Marktchancen für weitere biologisch ähnliche Produkte in den kommenden Jahren auszuloten." G-CSF als Biosimilar: Kooperation auf 3 Kontinenten