Wir freuen uns, unser neues Projekt im Auftrag der BW Stiftung bekannt zu geben! Unser Expertenteam entwickelt ein innovatives ki-basiertes optisches Monitoring-System für den Apfelanbau. Unser Ziel? Eine nachhaltige Ertragssteigerung im Zeichen des Klimawandels! Durch die präzise Überwachung von Wachstum, Gesundheit und Reifegrad der Äpfel können Landwirte wertvolle Einblicke gewinnen, um Ernteerträge zu optimieren und Ressourcen effizienter einzusetzen. Gemeinsam gestalten wir eine zukunftsfähige Landwirtschaft!

We are pleased to announce our paper Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer on Radiance and fluence in a scattering disc under Lambertian illumination.

Neuigkeiten aus der Zahnmedizin! Gemeinsam mit einem Industriepartner führen wir eine wegweisende Studie durch, um die optischen Eigenschaften eines Zahnersatzmaterials mittels physikalischem Rendering zu perfektionieren. Ziel ist die exakte Farbabstimmung zwischen dem Ersatzmaterial und dem natürlichen Zahn.

Die Verwendung von bereits am ILM vermessenen Kompositmaterialien ermöglicht präzise 3D-Geometrie. Die Forschung verspricht nicht nur technologischen Fortschritt, sondern auch ästhetisch ansprechende Ergebnisse für die Zukunft des Zahnersatzes.

We are pleased to announce our paper in Journal Optics Communications on Analytical solution for the single scattered radiance of two-layered turbid media in the spatial frequency domain, Part 1: Scalar radiative transfer equation.
 

Für einen Projektpartner testen wir Langwellen-Infrarotlinsen-Detektoren zur Überwachung von CO2-Lasern. Dieser Lebensdauertest wird dazu beitragen, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von LWIR-Sensoren für die Laserleistungsüberwachung zu verbessern. Wir freuen uns auf die Fortschritte und Ergebnisse des Projekts.

Wenn Sie auch eine offene Fragestellung in dem Bereich haben, wenden Sie sich gern an uns: https://www.ilm-ulm.de/leistungen-fuer-unternehmen/fe-partnerschaft.html

We are pleased to announce our paper in Journal Sensors on Focusing Coherent Light through Volume Scattering Phantoms via Wavefront Shaping.

We are pleased to announce our paper in Journal Photonics on Full-Vectorial Light Propagation Simulation of Optimized Beams in Scattering Media.

We are pleased to announce our paper in Journal Sensors on Generic and Model-Based Calibration Method for Spatial Frequency Domain Imaging with Parameterized Frequency and Intensity Correction.

In einem 2-jährigen Forschungsprojekt haben Fogra, ILM und Fraunhofer IGD erfolgreich die Farbgenauigkeit im 3D-Druck verbessert! Die Wissenschaftler, darunter Dr. Andreas Kraushaar, Dr. Philipp Urban und Simeon Geiger, erzielten beeindruckende Ergebnisse: Bei RGB-angesteuerten 3D-Druckern führte eine individuelle Profilerstellung zu 30% präziseren Farben im Vergleich zu Herstellerprofilen.

Dank Machine Learning wurde die CMYK-Kontrolle um das 6-fache genauer.Die Simulation der Lichtausbreitung in gedruckten Teilen verbesserte die Vorhersagegenauigkeit. Die Transluzenz, steuerbar durch den Anteil an Klarmaterial, wurde mithilfe eines ISO-Standards in die Farbbeschreibung integriert. Das ermöglicht die Simulation und Optimierung der Volumenstreuung bereits im Designprozess. Die Forschung strebt zudem ein kostengünstiges Konzept zur Bewertung der Farbqualität an, ähnlich dem Fogra Media Wedge.

Diese Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für farbkritische Anwendungen in Produktdesign und Medizintechnik und fördern die Integration des 3D-Drucks in die Industrie.

Wir freuen uns bekanntzugeben, dass unser Projekt zur Bewältigung der Mikroplastik-Kontamination in aquatischen Systemen die Zustimmung von innvestBW erhalten hat. Gemeinsam mit einem Industriepartner gehen wir einen bedeutenden Schritt, um dieses weltweite ökologische Problem anzugehen. Die Herausforderung in diesem Projekt: Mikroplastik ist eine wachsende Bedrohung für das Ökosysteme weltweit. Die Erkennung und Klassifizierung dieser winzigen Partikel sind entscheidend. Unser Prototyp hat vielseitige Anwendungsmöglichkeiten. Ursprünglich für die Analyse von Flüssigkeiten wie Wasser, Limonade und Milch konzipiert, kann das Gerät nach Modifikation auch Feststoffe wie Lebensmittel und Pharmazeutika untersuchen. Damit öffnen sich neue Horizonte für die Untersuchung und Lösung eines drängenden Umweltproblems.

Ein weiterer ZIM-Projektantrag wurde bewilligt, in dem wir gemeinsam mit Kooperationspartnern aus der Industrie und Forschung ein System entwickeln, für die Früherkennung der Dehydratation anhand von Multispektralmessungen des Elektrolytgehalts und Hämatokrit im Blut. Dehydratation stellt für große Bevölkerungsgruppen ein Problem dar. 5-10% der geriatrischen Krankenhauspatienten haben eine manifestierte Dehydratation, bei der Kopfschmerzen, Schwindel, Herzrasen oder sogar Tod drohen. Mithilfe des zu entwickelnden Systems wird durch eine Multispektralmessung der Elektrolytgehalt sowie der Hämatokrit im Körpergewebe bestimmt.

Ein exklusives Teambuilding-Event der Abteilung „Quantitative Bildgebung und Sensorik“ liegt hinter den Kollegen. Der erste Tag war voller inspirierender Vorträge und lebhafter Diskussionen. Danach erwartete sie ein gutes Abendessen mit einer Führung durch das Kloster Roggenburg. Der zweite Tag brachte spannende Themen die wir gemeinsam nun im Nachgang voller Tatendrang angehen werden. Ein großes Dankeschön an alle Teilnehmer. Wir schätzen Ihre Bemühungen und freuen uns darauf, gemeinsam zu wachsen. Unsere neugierigen Wissenschaftlter*innen sind das Rückgrat unseres Instituts, und wir sind stolz darauf, sie mit umfassenden Wissen auszustatten, um erfolgreich zu sein. Unser Ziel ist es, die Zusammenarbeit zu stärken und gemeinsam innovative Anwendungsbereiche zu ergründen.

We are pleased to announce our paper in Journal of the Biomedical Optics Express on Two-layered blood-lipid phantom and method to determine absorption and oxygenation employing changes in moments of DTOFs.

We are pleased to announce our NEW paper in Sensors on Confocal Laser Scanning Microscope Imaging of Custom-Made Multi-Cylinder Phantoms: Theory and Experiment.

We are pleased to announce our NEW paper in Biomedical Optics Express on Impact of experimental setup parameters on the measurement of articular cartilage optical properties in the visible and short near-infrared spectral bands.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of Sensors and Sensor Systems on Investigation of the degree of cross-linking of polyethylene and thermosets using absolute optical spectroscopy and Raman microscopy.

Mit einem Vortrag zum Thema „Molekültransfer in Säugerzellen mittels einzelner Sub-Nanosekunden Laserpulse“ sind wir kommende Woche auf der Clusterkonferenz der microTEC Südwest vertreten.

Der Schwerpunkt der zweitägigen Veranstaltung liegt auf Vernetzung und Austausch zu wichtigen Zukunftstrends und neuen Anwendungsfeldern mit Mikrosystemtechnik. Erwartet werden rund 200 in- und ausländische Expert:innen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik sowie 20 Ausstellende!

Infos zur Konferenz.

Der Startschuss für das nanodiagBW Projekt fiel und wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit mit den Partnern dieses einmaligen Konsortiums unter der Koordination des Hahn-Schickard Instituts.

Ziel des Zukunftsclusters nanodiag BW ist es, Biosensoren zu entwickeln, die auf Nanoporen basieren. Durch den direkten Einzelmolekülnachweis bietet diese Technologie ein großes Potenzial in der molekularen Diagnostik. Das stark interdisziplinäre Cluster setzt sich zu Beginn aus über 40 Partnern zusammen, welche sich mehrheitlich in Baden-Württemberg befinden.

Das ILM untersucht in der ersten Phase des Clusters die Herstellung von laserinduzierten Festkörpernanoporen. Nach der Analyse der Anforderungen soll mit Hilfe eines zu realisierenden modularen, konfokalen Mikroskopaufbaus der Prozess etabliert und weiterentwickelt werden. Die charakterisierten Festkörpernanoporen werden anschließend den Projektpartnern zur Verfügung zu stellen.

Weiterführende Informationen.

Das Wirtschaftsministerium des Landes Baden-Württemberg schreibt den Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg aus. Bis zum 31. Mai 2022 können sich kleine und mittlere Unternehmen aus Industrie, Handwerk und technologischer Dienstleistung bewerben.

Der Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg ist eine Auszeichnung für mittelständische Unternehmen für die Umsetzung unkonventioneller Ideen und Verfahren in innovative Produkte und Dienstleistungen.

Der Innovationspreis ist mit insgesamt 50.000 Euro dotiert. Zusätzlich wird von der MBG Mittelständische Beteiligungsgesellschaft ein Sonderpreis in Höhe von 7.500 Euro an ein junges Unternehmen vergeben.

Weitere Informationen und die Möglichkeit, sich zu bewerben, gibt es unter www.innovationspreis-bw.de.

Durch die Digitalisierung in der Medizin wird auch die Patient-Arzt-Beziehung verändert. Videosprechstunden werden zunehmend den Arztbesuch ersetzen und zeitkritische oder therapiebegleitende Analysen müssen dann als Selbsttest des Patienten durchführbar sein. Die so gewonnenen Patientendaten ermöglichen es dem Telearzt, die Therapie direkt auf die persönlichen Bedürfnisse des Patienten abzustimmen. So werden Nebenwirkungen reduziert, Überlebenschancen erhöht und Behandlungskosten gesenkt. Das Projekt bündelt technologische Fortschritte in Molekularmedizin, Nanotechnologie und Digitaltechnik, um die baden-württembergische Industrie auf die nächste Diagnostik-Generation vorzubereiten. Ein therapiebegleitender Selbsttest für Nierentransplantationspatienten sowie ein Patientenselbsttest, der antibiotikaresistente Erreger und Entzündungen erkennt, dienen als Demonstratoren für zukünftige Anwendungen in der Telemedizin oder durch das Pflegepersonal.

Bericht zum Projekt.

Unser Vortrag "Molekültransfer in Säugerzellen mittels einzelner Sub-Nanosekunden Laserpulse" wurde für die microTEC Südwest Cluster Konferenz angenommen.

Im Mittelpunkt der zweitägigen Veranstaltung stehen Vernetzung und Austausch zu wichtigen Zukunftstrends und neuen Anwendungsfeldern der Mikrosystemtechnik.

 

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of the Optics Communications on Analytical solution for the single scattered radiance of two-layered turbid media in the spatial frequency domain. Part 2: Vector radiative transfer equation.

In Zusammenarbeit mit einer Hochschule forschen wir zum Thema – biologische Evaluierung additiv gefertigter multiskaliger 3D-Substrater für Wachstum und Differenzierung von Prä-Osteoblasten. Ziel ist es, eine effiziente Herstellung von Mikro-Nano-Hybridstrukturen sowie deren biologischen Evaluierung am Beispiel der Besiedlung mit Vorläuferzellen von knochenbildenden Zellen. Diese nehmen eine Schlüsselrolle bei Heilungsprozessen während der Integration von Knochenimplantaten ein.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of Optics Continuum on Two-photon polymerization for random rough surface preparation.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of Sensors on Continuous Sizing and Identification of Microplastics in Water.

In Zusammenarbeit mit weiteren Partner erhielten wir die Bewilligung eines MWFK Antrages zum Thema – Hyperspektrale Bildgebung für die Qualitätssicherung im Lebensmittelbereich. Ziel ist es, Problembereiche und Risikofaktoren von Waren und Gütern zu erkennen. Mit Hilfe dieser Technologie können Lebensmittelkrisen verhindert werden, weil sie sichere und qualitativ hochwertige Lebensmittel garantiert.

Weitere Infos hier.

Im gemeinsam von den Forschungsvereinigungen F.O.M. und DECHEMA am ILM durchgeführten IGF Projekt CellPulse konnte der Funktionsnachweis für einen Aufbau zur reversiblen Permeabilisierung lebender Zellen mittels einzelner Laserpulse in vitro erbracht werden. Das Verfahren stieß auf großes Interesse bei den Unternehmen des projektbegleitenden Ausschusses, weil es einen ortskontrollierten, standardisierten und markerfreien Transfer von Substanzen in das Zytoplasma von Zellen in hohem Durchsatz ermöglicht. Die Ergebnisse von CellPulse wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift "Journal of Biophotonics" veröffentlicht. Zielanwendungen der Technologie sind u.a. ein Laserpuls-vermittelter Antigentransfer in Immunzellen für ex vivo Vakzinierungsverfahren oder die Zellmanipulation in mikrofluidischen Applikationen (bspw. Einzelzelldruck, Organ-on-Chip etc).

Eine Weiterentwicklung des Aufbaus zum Prototypen wird nun durch das Land Baden-Württemberg und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Projekt CellPulse 2 gefördert.  Das ILM strebt an, das Verfahren weiter zu automatisieren und die Effizienz des Molekültransfers zu erhöhen. Als Transfer-Pate beteiligt sich mit Dr. Marco Springer (Biolyticon) ein ausgewiesener Experte für immunologische Therapieverfahren, insbesondere auf dem Gebiet der Tumorimmunologie. Am Projektende soll ein biomedizinischer Funktionsnachweis für ex vivo-Vakzinierungsverfahren durch die gezielte Manipulation von Immunzellen erfolgen. Im Erfolgsfall schließt der Prototyp eine Technologielücke im Bereich der personalisierten Immuntherapie und weist Potential auf, synergistisch mit anderen bereits vom Land geförderten Projekten wie bspw. dem RegioWIN Leuchtturmprojekt „Biologicals Development Center“ zu wirken. Dort sollen biotechnologisch hergestellte Proteine, sogenannte Biologicals, schnell in die Anwendung gebracht werden. Die in CellPulse 2 zu realisierenden Entwicklungen ermöglichen mit einer Laser-vermittelten direkten Einbringung von Biologicals in das Zytoplasma von Zielzellen die Umgehung vielfältiger Probleme, die mit der Formulierung von Biologicals einhergehen. Neben der Vereinfachung der GMP-konformen Herstellung der zu verabreichenden Wirkstoffe (und damit auch einer signifikanten Beschleunigung des Herstellungsprozesses) werden Verbesserungen in Effizienz und Standardisierungsgrad erwartet. Dadurch ist letztendlich auch eine Vereinfachung von Zulassungsverfahren zu erwarten, da neben dem reinen Biological keine körperfremde Chemikalie verabreicht wird.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of the Optical Society of America A on Improved topographic reconstruction of turbid media in the spatial frequency domain including the determination of the reduced scattering and absorption coefficients.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal Optics Express on Single scattering models for radiative transfer of isotropic and cone-shaped light sources in fog.

We are pleased to announce our paper in Journal of the Optical Society of America A on Numerical simulation of phase-optimized light beams in two-dimensional scattering media.

ILM-Wissenschaftler der Abteilung ,Quantitative Bildgebung und Sensorik‘ haben zusammen mit Kollegen der Universität Florenz und der Universität Genf ein Buch mit dem Titel ,Light Propagation through Biological Tissue and other Diffusive Media‘ veröffentlicht. Der Schwerpunkt des rund 700 Seiten umfassenden Buches, das am 13. Dezember 2022 im SPIE Press-Verlag (https://spie.org/Publications/Book/2624515?&origin_id=x646&SSO=1) erschien, ist die quantitative Beschreibung der Lichtausbreitung in streuenden Medien basierend auf analytischen Lösungen der Diffusionsgleichung und der Vergleich dieser Lösungen mit Monte-Carlo-Simulationen.  

In Zusammenarbeit mit zwei industriellen Partner und einem weiteren Forschungsinstitut erhielten wir die Bewilligung eines investBW Antrages zum Thema – Hochleitfähige Inkjet-Tinten/Pasten und Laserverfahren zur Sinterung von gedruckten Leiterbahnen auf Smart Textiles. Ziel ist es, Rrohstoffe , Energie und Zeit bei den Druckverfahren nachhaltig einzusetzen.

In Zusammenarbeit mit zwei weiteren Forschungsinstituten erhielten wir die Bewilligung eines BMWK-Projektes über die AiF zum Thema - 3D-Softproof zur akkuraten Simulation volumetrischer Lichtstreueffekte und prozessbedingter geometrischer Fehler im 3D-Druck. Das Vorhaben ist an Anbieter von 3D-Visualisierungswerkzeugen adressiert.  Ziel ist es, den Design- und Produktentwicklungsprozess von Objekten des grafischen 3D-Drucks zu verbessern. Die so gefundenen Lösungen sollen zur Vermeidung hoher Kosten, zur Reduzierung der Umweltbelastung und zur Förderung der Kundenzufriedenheit führen.

In Zusammenarbeit mit einem industriellen Partner und einem weiteren Forschungsinstitut erhielten wir die Bewilligung eines invest BW Antrages zum Thema - Prozesskalibriermodul für die nachhaltige und sichere Getränkeabfüllung. Das Vorhaben adressiert sowohl die Lieferanten der Getränkeindustrie als auch die Getränkeabfüller. Ziel ist es, Rohstoffe , Energie und Zeit bei der Getränkeabfüllung nachhaltig einzusetzen und gleichzeitig die Lebensmittelrisiken bei der Abfüllung mit einer digitalisierten, kontinuierlichen Prozessanalyse zu minimieren.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of the Optical Society of America A on Imaging of custom-made single scatterers with the confocal laser scanning microscope.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal Applied Optics on Distance insensitive reflectance setup for the spectrally resolved determination of the optical properties of highly turbid media.

opg.optica.org/ao/abstract.cfm

We are pleased to announce our NEW paper in Journal Applied Optics on Spatially resolved reflectance from turbid media having a rough surface. Part II: experiments.

opg.optica.org/ao/abstract.cfm

We are pleased to announce that our new manuscript in Optica Publishing Group entitled "Improved topography reconstruction of volume scattering objects using structured light" has been published in the Journal of the Optical Society of America A and highlighted as an Editor's Pick.

Here is the link.
 
Editor's Picks are used to highlight articles of outstanding scientific quality that are representative of work in a particular field. 

We are pleased to announce our NEW paper in Dental Materials on Determination of the spectrally resolved extinction coefficient of human dental enamel using collimated transmission spectroscopy.

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We are pleased to announce our NEW paper in Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer on Efficient electrical field Monte Carlo simulation of coherent backscattering.

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Gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin müssen für die Anwendung von medizinischen Lasern entsprechende Sachkenntnisse nachgewiesen werden. Ein derartiger Sachkundekurse findet am 12. Oktober von 9:00 bis ca. 18:00 Uhr am ILM statt.

Der behandelte Stoff gliedert sich in:

• Physik des Lasers
• Lichtausbreitung und Wechselwirkung von Laserlicht in biologischem Gewebe
• Lasersicherheit
• Klinische Anwendungen

Der Kurs richtet sich an alle, die im medizinischen Bereich Laser einsetzen, vom Arzt über das medizinische Assistenzpersonal bis hin zum Medizintechniker. Dieser Kurs erfüllt die Richtlinien für anerkannte Kurse zur Ausbildung von Laserschutzbeauftragten gemäß OStrV.

Termine, Kursprogramme und Anmeldung

Auskunft und Anmeldung: Fr. Jung, Tel. +49 (0)731 / 14 29 - 888, Fax: +49 (0)731 / 14 29 - 442

Das BMBF-Projekt PhotoDynaLysis zielt auf die Erforschung eines neuen, durch Licht schaltbaren Verfahrens für die zeitlich und örtlich kontrollierte Desintegration von Mikroorganismen in automatisierten Arbeitsabläufen bei diagnostischen Tests ab. Dadurch können einzelne Zellen mit hoher Präzision identifiziert und charakterisiert werden, was beispielsweise bei der Diagnostik multiresistenter Keime relevant ist. PhotoDynaLysis ist eine Zusammenarbeit der innBW Institute ILM und Hahn-Schickard Institut für Mikroanalysesysteme in Freiburg, wobei die interdisziplinären Kompetenzen in Photobiologie, in vitro Diagnostik und Mikrosystemtechnik in idealer Weise verbunden werden. PhotoDynaLysis wird beim 5. Münchner Point-of-Care Testing Symposium (POCT) am 27.-29. September 2022 im Klinikum Rechts der Isar der Technischen Universität München durch den Projektleiter Dr. Rainer Wittig vorgestellt.

We are pleased to announce our NEW paper in Journal of the Optical Society of America A on Analytical solution of the radiative transfer theory for the coherent backscattering from two-dimensional semi-infinite media.

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Im Rahmen des laufenden IGF-Projekts ‚LeSoDent‘ ist ein Beitrag im ‚Zahntechnik Magazin‘ vom Spitta-Verlag am 10.05.2022 erschienen. Die beteiligten Forschungseinrichtungen wurden dafür von der freien Journalistin Annett Kieschnick zu den Inhalten und dem Ziel sowie zu den Herausforderungen des Projekts interviewt. LeSoDent steht für LernSoftwareDental und soll die zahntechnische Aus- und Weiterbildung unterstützen. Die Disziplinen der Werkstoffkunde in der Dentaltechnologie, das physikbasierte Rendering und die graphische 3D-Oberflächenprogrammierung werden in dem Projekt vereint, um die manuelle Verblendung von Zahnkronen zu vermitteln. Beteiligt ist die Werkstoffkunde der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik des Klinikums der Universität München (LMU), die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V. (GFaI) und das ILM.

Das ganze Interview finden Sie hier.

Das ILM präsentierte sich auf der LASER World of PHOTONICS 2022 und traf sich mit internationalen Partnern der Photonikindustrie live in München. Die Weltleitmesse begleitete eine Branche, die sich weltweit im Aufschwung befindet. Es wurde hier einmal mehr deutlich, welche zentrale Rolle die Photonik etwa in der Medizintechnik spielt.

Nach über drei Jahren Kontakt-Zwangspause ist die Bedeutung der Messe für die Kontaktanbahnung und Pflege zu unseren Kunden nochmals deutlich gestiegen. Die positive Resonanz auf unseren Messestand bestätigt dies sehr deutlich. Die LASER World of PHOTONICS ist für uns eine der zentralen Plattformen, um neue Ideen zu präsentieren und uns mit internationalen Kunden fachlich auszutauschen.

Als unabhängiges Forschungsinstitut arbeiten wir praxisorientiert und unabhängig daran Lösungen für Ihre individuelle Herausforderung zu finden. Lassen Sie uns gemeinsam Ihre Lösung finden!

Diagnostische Tests werden zunehmend in automatisierter Form in mikrofluidischen Systemen durchgeführt. Dabei ist die Kontrolle einzelner Arbeitsschritte in einem Arbeitsfluss für ein verlässliches Ergebnis entscheidend. Das BMBF-Projekt PhotoDynaLysis zielt auf die Erforschung eines neuen, durch Lichteinwirkung schaltbaren Verfahrens für die zeitlich und örtlich kontrollierte Desintegration von Mikroorganismen in automatisierten Arbeitsabläufen bei diagnostischen Tests ab. Dadurch können einzelne Zellen mit hoher Präzision identifiziert und charakterisiert werden, was beispielsweise bei der Diagnostik multiresistenter Keime relevant ist. Das PhotoDynaLysis-Projekt ist eine Zusammenarbeit der innBW Institute ILM und Hahn-Schickard Institut für Mikroanalysesysteme in Freiburg, wobei die interdisziplinären Kompetenzen in Photobiologie, in vitro Diagnostik und Mikrosystemtechnik in idealer Weise verbunden werden. PhotoDynaLysis wird bei der microTEC-Südwest Clusterkonferenz am 18.-19. Mai 2022 im Konzerthaus in Freiburg durch Dr. Rainer Wittig vorgestellt.

Ein Team um die Wissenschaftler Dr. Bozhena Caratti, Dr. Ion Cristian Cirstea und Prof. Dr. Jan Tuckermann vom Institut für Molekulare Endokrinologie und Kooperateuren aus Wien und Düsseldorf sowie dem ILM konnte einen für die Unterdrückung des Tumorwachstums relevanten Mechanismus aufklären. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Science Signaling“ publiziert. Das krebsfördernde Gen RAS spielt bei ca. einem Drittel aller Krebserkrankungen eine Schlüsselrolle und ist verantwortlich für unkontrollierte Zellteilung und Tumorwachstum. Caratti et al. konnten zeigen, dass die Aktivität von RAS in Lungenkrebsmodellen durch den Hormonrezeptor GR gehemmt wird. Da an einer Kontrolle des GR durch Wirkstoffe seit langem auch im Kontext anderer Erkrankungen intensiv geforscht wird, könnte diese Entdeckung ein erster Schritt zum gezielten und effizienten Einsatz dieser Wirkstoffe in der Krebstherapie sein.

Das ILM gratuliert dem Team herzlich und freut sich, dass es zu dieser wichtigen Arbeit beitragen durfte. Das Titelbild der Science Signaling Ausgabe vom 22.03. zeigt eine am ILM entstandene Aufnahme aus konfokaler Laserscanning-Fluoreszenzmikroskopie.

Publikationsnachweis:
Bozhena Caratti, Miray Fidan, Giorgio Caratti, Kristina Breitenecker, Melanie Engler, Naser Kazemitash, Rebecca Traut, Rainer Wittig, Emilio Casanova, Mohammad Reza Ahmadian, Jan P. Tuckermann, Herwig P. Moll, Ion Cristian Cirstea: The glucocorticoid receptor associates with RAS complexes to inhibit cell proliferation and tumor growth. Science Signaling. 22 March 2022, Vol. 15, Issue 726, DOI: 10.1126/scisignal.abm4452

Bild: Hochauflösende 3D-Darstellung von Tumorzellen mittels konfokaler Laserscanning-Fluoreszenzmikroskopie.

We are pleased to announce our NEW paper in Optical Engineering on Efficient numerical approach for solving the diffusion equation with variable coefficients.

In einem Verbundprojekt haben die Klinik für Zahnärztliche Prothetik des Universitätsklinikums Ulm (UKU) und das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) an der Universität Ulm eine lasergestützte Technologie zur zerstörungsfreien Entfernung kieferorthopädischer Brackets und zahnärztlicher Restaurationen entwickelt.

Ob Zahnkronen, die Brackets festsitzender Zahnspangen oder optische Verblendungen am Zahn, sogenannte Veneers: zahnärztliche Versorgungen aus Keramik kommen bei verschiedenen Behandlungen zum Einsatz. Ist die kieferorthopädische Therapie mit Brackets abgeschlossen, wurde das Veneer in der falschen Position zementiert oder tritt ein Behandlungsbedarf am Zahn unter der Krone auf, müssen die Versorgungen wieder entfernt werden. Nicht immer gelingt das komplikationslos. Bei der Entfernung von Brackets sind Beschädigungen der Zahnoberfläche oder Bracket-​Frakturen möglich. Nach der konventionellen Entfernung von Kronen oder Veneers mit rotierenden Schleifkörpern können diese zudem nicht wiederverwendet werden. Für dieses Problem hat ein interdisziplinäres Team von Uniklinik und Universität über viele Jahre gemeinsam mit dem Institut für Lasertechnologien eine Lösung entwickelt. Mit der lasergestützten ReversFix-​Technologie können kieferorthopädische Brackets und zahnärztliche Restaurationen zerstörungsfrei und schonend entfernt werden. Patient*innen und die behandelnden Ärztinnen und Ärzte profitieren gleichermaßen von der neuen Technik. Laserlicht durchdringt dabei das keramische Bracket oder die keramische Restauration und interagiert mit dem zahnärztlichen Zement. Energieumwandlungsprozesse führen dann zur zerstörungsfreien Ablösung des Brackets oder der Restauration.

Die neue Technologie ist eine echte Erfolgsgeschichte der Ulmer Universitätsmedizin. Die Klinik für Zahnärztliche Prothetik des UKU und das ILM der Uni Ulm haben die ReversFix-​Technik gemeinsam entwickelt – zunächst in-​vitro, also durch wissenschaftliche Versuche im Labor. Bereits in dieser frühen Phase im Jahr 2010 erhielt das ambitionierte Ulmer Projekt eine Auszeichnung. Der Projektantrag wurde im Rahmen des Innovationswettbewerbs zur Förderung der Medizintechnik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zu einem der 15 Gewinnerprojekte aus insgesamt 137 Bewerbungen gekürt. Als Projektleiterin war Dr. Kuhn bereits damals involviert. Dr. Sarah Blender, die im Verlauf die stellvertretende Projektleitung übernommen hat, begleitet das Projekt ebenfalls seit Jahren und hat bereits als wissenschaftliche Hilfskraft während ihres Zahnmedizin-​Studiums an der Umsetzung mitgewirkt. Nach Abschluss der in-​vitro Entwicklung führte die Klinik für Zahnärztliche Prothetik das Projekt in den folgenden Jahren weiter. Das Ziel der Ulmer Zahnmediziner*innen war es, die im Labor erfolgreich entwickelte Technologie erstmals am Menschen anzuwenden. Der Antrag für die dazugehörige klinische Studie nach Medizinproduktegesetz wurde im Jahr 2018 genehmigt. Bis dahin war es ein langer Weg, denn die Antragsstellung an sich ist ein sehr aufwendiger Prozess mit mehrstufigem Genehmigungsverfahren beim Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte. Im Studienzeitraum von 2019 bis 2021 nahmen insgesamt 60 Proband*innen an der Studie teil. Während der Studie entstand auch ein Videobeitrag, der die Ablösung eines Veneers mit der ReversFix-​Technologie an einem Probanden zeigt. Dieser Videobeitrag wurde im Dezember nach Abschluss der Studie im Rahmen des Symposiums 2021 der Arbeitsgemeinschaft für Keramik in der Zahnheilkunde e.V. mit dem 3.Platz des AG-​Keramik Videopreises 2021 ausgezeichnet. Die Laser-​Methode überzeugt in der klinischen Anwendung und durch diese Technologie ist es ein echter Benefit für Patientinnen und Patienten zur schonenden Entfernung ihrer keramischen Versorgungen entsteht.

Das ausgezeichnete Video finden Sie hier. 

Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau unterstützt mit 250.000 Euro den Aufbau des neuen Forschungsbereiches „In-vitro-Diagnostik“ am Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm (ILM). Das ILM unterstützt mit seinem Forschungs- und Dienstleistungsangebot Unternehmen im Land dabei, wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Zuwendung ermöglicht dem ILM die Beschaffung von Spezialmikroskopen und Messgeräten. Die neuen Geräte werden benötigt, um den Fertigungsprozess der mikrooptischen Bauteile kontrollieren und ein hohes Maß an Fertigungspräzision garantieren zu können. Sie ermöglichen und verbessern anhand der quantitativen Evaluierungsmöglichkeiten sowohl das Optikdesign und die Optikfertigung als auch die hochpräzise Optikmontage. Das Einsatzspektrum dieser phontonischen Mikroskope geht dabei weit über medizinische Anwendungen hinaus. Anwendungsschwerpunkte sollen zunächst bio-medizinische Sensoren und miniaturisierte optische Bauelemente, zum Beispiel für die Messtechnik, sein. Gerade für kleine und mittlere Unternehmen ist dies ein wichtiges Betätigungsfeld.

Ein Forschungsschwerpunkt des ILM ist die Entwicklung schonender und kostengünstiger Diagnose- und Therapieverfahren in der Medizin. Ein weiterer Schwerpunkt, der künftig noch stärker im Mittelpunkt stehen soll, ist der Bereich der optischen Technologien. Das nunmehr anstehende Projekt eines Forschungszentrums für Photonische Mikrosysteme ist für das ILM ein wichtiger Schritt in Richtung „Photonik-Institut für wirtschaftsnahe Forschung“.

Weitere Informationen finden Sie hier.

Mit Förderung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat ZEISS in einem Konsortium mit den Partnern BMW, dem Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) an der Universität Ulm sowie dem Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) als Antwort auf diese Entwicklungen das Konzept eines autonomen Messroboters (AuMeRo) erforscht und entwickelt. Ein voll funktionales Exemplar hat dieses Jahr bereits bewiesen, dass der AuMeRo Aufgaben wie etwa die Inspektion von Spaltmaßen und Bündigkeit an unlackierten oder lackierten Karosserieteilen in vollem Umfang bewältigen kann.

Der AuMeRo ist eine rechteckige Plattform mit Rädern unten und einem Roboterarm mit einem optischen Messsensor oben.Die wesentliche Aufgabe war, auf der Softwareseite die nötige Intelligenz für die autonome Bewegung zum Objekt, dessen Vermessung und die Datenverarbeitung zu erschaffen. Um diese Herausforderung in dem Forschungsprojekt zu meistern, legten die Forschungspartner ihre jeweiligen Kompetenzschwerpunkte zusammen. Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Uni Ulm hat einen Fokus auf autonomes Fahren in Zusammenarbeit mit mehreren Automobilherstellern. Es erarbeitete und implementierte daher die Navigationslösung für die mobile Messplattform, durch die sie sich autonom zum Zielobjekt bewegen und dabei auch Hindernisse sicher umfahren kann. Das Institut für Lasertechnologien in der Medizin- und Messtechnik hat langjährige Erfahrungen in der optischen Messtechnik. Es erforschte und entwickelte eine Methode zur gleichzeitigen Vermessung von rohen, gefärbten und lackierten Karosserieteilen mit nicht-kooperativen Oberflächen mit demselben Messgerät. ZEISS als Verbundkoordinator war mit ZEISS Industrial Quality Solutions (IQS) und der Konzernforschung mit zwei Fachabteilungen vertreten: ZEISS IQS trug die anwendungsnahe optische Messtechnik bei, während die ZEISS Konzernforschung die Bewegung des Roboterarms, die Objekterkennung und Messposenansteuerung durch optische Bilderkennung in Verbindung mit maschinellem Lernen gewährleistete. Der Applikationspartner BMW als einer der führenden Automobilhersteller gab dem Projekt einen greifbaren Praxiskontext.

Der Anwender wählt via Software ein Objekt, zum Beispiel eine Fahrzeugtür, dessen groben Standort und danach den relevanten Messplan. Ab diesem Punkt agiert AuMeRo voll autonom. Die Objekterkennung erfolgt via Kamera und basiert auf einem digitalen Zwilling des Objekts. Für die eigentliche Messung wird die mobile Plattform mit zusätzlichen optischen Sensoren ausgestattet: Dazu wurde am ILM ein spezielles Messgerät mit Vorteilen für kurze Messzeiten und robuste Umgebungseinflüsse entwickelt, das Mehrwellenlängen-Digitalholografie nutzt. Auf diese Weise können innerhalb eines Schnappschusses topografische Daten einer gesamten Fläche für diffus und/oder spiegelnd reflektierende Oberflächen gewonnen werden. Nachdem die Plattform das Objekt gefunden und angefahren hat, bewegt der Roboterarm den Messkopf gemäß den Erfordernissen aus dem Messprogramm unter Berücksichtigung der aktuellen räumlichen Gegebenheiten. Er kann aber für Hersteller schon jetzt seine Vorzüge voll ausspielen, zum Beispiel bei Produktaudits, in denen derzeit Messung und Dokumentation händisch im Messraum erfolgt. Mit AuMeRo geht das viel effizienter, nämlich automatisiert und reproduzierbar mit konstant hoher Qualität und Aussagekraft der generierten Messergebnisse.

Weiter Informationen hier.

Am 15. September startet ein vom Land gefördertes Forschungsprojekt in Rahmen des Förderprogramms Invest BW in Kooperation mit der Opsira GmbH in Weingarten.

Digitale optische Zwillinge versprechen in vielen medizinischen und technischen Bereichen kürzere, ressourcenschonendere und optimierte Prozesse für die Entwicklung neuer Diagnosemethoden, Therapien, Verfahren und Geräte. Zur Erstellung digitaler optischer Zwillinge sind deren optische Charakteristika, insbesondere die Streu- und Absorptionseigenschaften, spektral aufgelöst erforderlich. Im beantragten Projekt soll synergetisch die messtechnische Erfahrung der opsira GmbH mit dem theoretischen Know-how des ILM für die Entwicklung eines innovativen Goniometers gebündelt werden. Dieses Messgerät soll erstmals die Bestimmung aller notwendigen optischen Eigenschaften zur Beschreibung der Lichtausbreitung an und in streuenden Medien präzise, schnell und automatisch ermöglichen. Anwendungsbeispiele der dadurch realisierbaren optischen Zwillinge reichen von der Herstellung von Zahnrestaurationen oder Epithesen über das Farbmanagement von Kunststoffen bis zum Vollfarben-3D-Druck und zum autonomen Fahren.

Unsere aktuelle Publikation "Florian Bergmann, Florian Foschum, Leonie Marzel, Alwin Kienle: Ex Vivo Determination of Broadband Absorption and Effective Scattering Coefficients of Porcine Tissue, MDPI Journal Photonics (Vol. 8, No. 9, p. 365)“ wurde für das Titelbild der Septemberausgabe 2021 der Zeitschrift Photonics ausgewählt.

In der wissenschaftlichen Arbeit geht es um die Bestimmung der optischen Eigenschaften von biologischen Medien (u. a. Haut, Muskel, Fettgewebe, Knochen, Knorpel und Gehirn vom Hausschwein) mithilfe der Ulbrichtkugel im Spektralbereich von 400 bis 1400 nm.

Unter der Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI gemeinsam mit dem Institut für Lasertechnoloien und drei Partnerinstituten aus der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW) im Rahmen des Forschungsprojekts Intelligente Diagnostik die Möglichkeiten von bildgebenden Verfahren zur Hautkrebsdiagnostik mittels Künstlicher Intelligenz (KI) erforscht. Nun liegt der Abschlussbericht des Projekts vor. Außerdem wurde ein Video veröffentlicht, das die Ergebnisse veranschaulicht.

Gutartiges Muttermal oder bösartiges Melanom? Diese Frage stellen sich Dermatologinnen und Dermatologen oft bei Untersuchungen. Hautkrebs ist eine sehr häufig auftretende Krebserkrankung, welche insbesondere in den letzten Jahren stark zugenommen hat – das zeigt beispielsweise eine Datenerhebung der KKH Kaufmännische Krankenkasse aus dem Jahr 2016. Aktuell liegt die Sensitivität bei der dermatoskopischen Diagnose bei nur 85 %. Um diese Prognosegenauigkeit von Hautkrebs durch Verfahren zur quantitativen Bilderzeugung und KI-Methoden zu verbessern, haben sich fünf baden-württembergische Forschungsinstitute im Rahmen des Projekts „Intelligente Diagnostik“ zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Nach einer Laufzeit von 21 Monaten wurde das Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen.

Nun liegt der Abschlussbericht des Forschungsprojekts vor. Eine wichtige Erkenntnis der Forscherinnen und Forscher war, dass eine morphologische Veränderung im Hautgewebe dazu führen kann, dass sich die Streueigenschaften des Gewebes verändern, was dann für die Diagnostik herangezogen werden kann. Für die Datengewinnung im Projekt wurde ein klinischer Aufbau konzipiert und entwickelt, der dank multispektraler Beleuchtung und schneller Kameras als Detektoren Bilddaten erfasst, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Hierzu projiziert dieser mit neun LEDs im sichtbaren und nah-infraroten Bereich unterschiedliche Beleuchtungsmuster auf die Hautläsion, deren remittiertes Licht mit zwei Kameras erfasst wird. Aus den erfassten Bilddaten werden anschließend eine dreidimensionale Topographie und weitere Parameter wie die Hämoglobinkonzentration berechnet. Außerdem wurde eine weitere Generation des Messsystems entwickelt, welche auf einer mikrooptischen hyperspektralen Detektionseinheit basiert, die es zukünftig ermöglicht, einen deutlich größeren Spektralbereich zu erfassen und auszuwerten.
Zur Gewährleistung eines qualitativ hochwertigen Trainingsdatensatzes wurden Biomarker im Gewebe identifiziert. Diese mess- und bewertbaren biologischen Merkmale zeigen krankhafte Veränderungen auf und ermöglichten den Forschenden die einzelnen Datensätze zuverlässig zu klassifizieren. Zur Verwaltung der Trainingsdaten sowie der KI-Modelle wurde ein Managementsystem entwickelt, das durch eine webbasierte Benutzerschnittstelle diverse Funktionen bietet – beispielsweise lassen sich Datensätze hinzufügen, KI-Modelle trainieren und KI-basierte Diagnoseergebnisse abrufen. Ein FZI-Video zum Forschungsprojekt und dem System stellt das Projekt vor und erläutert den Diagnoseprozess, den Aufbau des Systems sowie die Funktionsweise der prototypischen Aufbauten. 

Über das Projekt

Das im Projekt entwickelte System hat hohes Potenzial, aktuelle Standards der Diagnostik, welche derzeit noch auf reinen RGB-Bildern basieren, hinsichtlich der Diagnosegenauigkeit zu übertreffen. Es hat sich gezeigt, dass eine zuverlässige Klassifikation der einzelnen Datensätze anhand der Biomarker möglich ist. Die im Projekt verwendeten KI-Methoden erlauben im Vergleich zu den bislang gängigen Diagnosemethoden eine nähergehende Bewertung und Klassifizierung der zugrundeliegenden Melanome. 
Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg hatte das Forschungsprojekt mit einer Fördersumme von 1,7 Millionen Euro unterstützt. Beteiligt waren:

•    FZI –Forschungszentrum Informatik Karlsruhe
•    ILM – Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm
•    Hahn-Schickard-Institut Villingen-Schwenningen
•    Hahn-Schickard-Institut Stuttgart
•    NMI – Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen

Seit Juli 2021 setzen diese Partner mit erneuter Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg bereits auf die Projektergebnisse auf: Im Rahmen des Folgeprojekts „Intelligente Diagnostik 2“ soll ein verbessertes und kostengünstigeres Diagnosesystem als Demonstrator entwickelt werden, mit dem langfristig Hautkrebs in Kliniken und Hautpraxen dank KI diagnostiziert werden kann. Neben dem Aufbau eines deutlich größeren Bestands an Trainingsdaten ist zudem die Weiterentwicklung zu einem kompakten, handgeführten System geplant, welches langfristig auch Hausärztinnen und -ärzten ermöglichen soll, das Hautkrebs-Screening sicher durchzuführen. 

Im Juni startete ein spannendes neues Projekt, das das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „Photonik Forschung Deutschland“ fördert.

Im Rahmen der Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte startet das Projekt PhotoDynaLysis. Unser Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik entwickelt ein Verfahren, das durch den Einsatz einer photochemisch reaktiven Substanz ermöglicht, Zellen einer Probe durch die Applikation von Licht gezielt zu desintegrieren. In einem automatisierten workflow („Lab-on-a-Chip“) ermöglicht dieses Verfahren eine schaltbare Zugänglichkeit intrazellulärer Analyten und damit erstmals eine sichere und präzise Analyse von Merkmalskombinationen.  

Im Erfolgsfall wird es erstmalig möglich sein, zehntausende Zellen einer Probe einzeln zu analysieren und dabei jeder Zelle ihre spezifischen Charakteristika zuzuordnen. Somit können nicht nur auf die gesamte Probe bezogene Diagnosen erfolgen, sondern auch quantitative Aussagen auf Einzelzellniveau. Die photodynamische Lyse könnte zukünftig mit einer Vielzahl sensitiver, digitaler Diagnoseverfahren für DNA und weitere intrazelluläre Analyten kombiniert werden.

Kooperation für sicheres autonomes Fahren: Im Projekt AI-SEE, einem von PENTA EURIPIDES² geförderten Forschungsprojekts ist sicheres Fahren bei schlechten Sichtverhältnissen im Vordergrund. 21 Partner, bestehend aus Weltklasse-Akteuren auf OEM- (Original Equipment Manufacturer) und Zulieferer-Ebene werden über einen Zeitraum von drei Jahren gemeinsam ein neuartiges, robustes Sensorsystem entwickeln, das durch künstliche Intelligenz für schlechte Sichtverhältnisse unterstützt wird. Das Ergebnis wird ein robustes, fehlertolerantes Multi-Sensor-Wahrnehmungssystem. Es wird bei praktisch allen Licht- und Wetterverhältnissen funktionstüchtig sein Das von der Mercedes Benz AG geleitete Projekt startete als virtuelles Treffen am 10. Juni 2021.

Ohne künstliche Intelligenz und ohne nachgewiesene Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer wird die Vision des autonomen Fahrens nicht verwirklicht werden. Automatisierte Fahrzeuge können nur dann marktreif werden, wenn sie unter allen relevanten Bedingungen zuverlässig funktionieren. Dazu gehört ein allwettertaugliches AD-System, das bei allen Wetter- und Lichtverhältnissen wie Schnee, Starkregen oder Nebel eine sichere Fahrt im 24h/365-Tage-Betrieb garantiert. Um dies zu erreichen, wird das Projekt AI-SEE an die Erkenntnisse und Ergebnisse des Vorgängerprojekts DENSE anknüpfen. Dieses EU-geförderte Projekt, das im Februar 2020 endete, entwickelte bereits ein deutlich verbessertes Umwelt Wahrnehmungssystem im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Die AI-SEE-Projektpartner werden es weiter verbessern, um die Sensorleistung unter widrigen Wetterbedingungen realistisch zu simulieren und das System an künstliche Daten anzupassen und zu testen. Die neuartige High Resolution Adaptive all-deep L Sensor Suite wird einen aktiven polarimetrischen Imager mit kongruenten LIDAR-Daten und einem SWIR-LIDAR mit einem neuartigen SPAD (Single Photon Avalanche Diode) Empfängerarchitektur bekommen. Es wird auch ein hochauflösendes 4D MIMO-Radar und eine gated SWIR-Kamera eingebaut. Mit Hilfe der multisensorischen Datenfusion werden die erfassten Sensordaten fusioniert und mit Hilfe von KI-Algorithmen simuliert.

Das Schaufenster erfolgreicher Innovationen und der Informationsplattform für den innovativen Mittelstand. Erleben Sie mit der digital edition am 17. Juni eine Reihe vielfältiger Highlights, die das breite Spektrum der mittelstandsorientierten Innovationsförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie „Von der Idee zum Markterfolg“ vorstellen.

Wir sind mit unserem Erfolgsprojekt HSI-plus vertreten. Die frühe Erkennung von Melanomen ist ein entscheidender Faktor für die Heilungschancen. Dies soll durch ein neuartiges Messsystem mit Kamera und streifenförmiger Beleuchtung in verschiedenen Farben erzielt werden. Optische Eigenschaften der Haut lassen sich mit hoher Genauigkeit quantifizieren und daraus Änderungen etwa durch entstehende Tumore sehr sensitiv erfassen. Bösartige Tumore können  so rechtzeitig erkannt und entfernt werden.

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Die Bestrahlung mit UV-C Licht ist eine bewährte Methode zur Desinfektion durch Inaktivierung von Mikroorganismen und verschiedener Viren, einschließlich SARS-CoV-2. Bei ausreichender Bestrahlungszeit und -intensität wird die RNA des Virus so zerstört, dass er sich nicht mehr selbst reproduzieren kann. Der Valeo UV Purifier ist ein System, das mit UV-Strahlen die Luft in Bussen reinigt. Diese Technologie ist derzeit das weltweit leistungsfähigste Luftentkeimungssystem für Busse und Reisebusse. Sie eliminiert mehr als 95 % der Viren, einschließlich Coronaviren, sowie alle Bakterien und Schimmelpilze, die sich in der Luft in Fahrzeugen mit Fahrgästen an Bord befinden. 

Seine Wirksamkeit gegen SARS-CoV-2 wurde vom Universitätsklinikum Frankfurt und dem Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) wissenschaftlich nachgewiesen. Die vom ILM durchgeführten Tests bestätigten, dass der UV Purifier von Valeo in der Lage ist, Viren mit einer Effizienz von 95 % in einem einzigen Luftstromkreislauf zu eliminieren. Die Tests zeigen auch, dass die Luftwechselrate sehr effizient ist - höher als das von der Weltgesundheitsorganisation empfohlene Niveau zur Begrenzung des Infektionsrisikos durch die Verbreitung von Viren und Bakterien in der Luft.

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Luftreinigungsgeräte können Pollen, Schimmelsporen und Feinstaub, aber auch Bakterien und Viren aus der Luft filtern. Seit der Corona-Pandemie ist der Bedarf an ihnen enorm gestiegen. Zum Einsatz sollen sie künftig nicht nur im medizinischen Bereich, sondern auch in Büroräumen, der Gastronomie und Schulen kommen. Ausgestattet sind die Luftreiniger meist mit Filtern, die Partikel vom Eindringen in einen Innenraum zurückhalten. Eine neue Möglichkeit wird zurzeit am ILM Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm erprobt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des innBW-Instituts setzen auf UV-Lichttechnik: Bei dem optischen Verfahren wird die Luft mit UVC-Licht bestrahlt. Das inaktiviert mögliche Viren. Sie werden damit nicht aus der Luft gefiltert, sondern direkt abgetötet. Ein Filterwechsel würde mit der neuen Anwendung überflüssig werden.  

Laut einer im „Ärzteblatt“ veröffentlichten Studie können konventionelle Luftreinhaltungsgeräte die Aerosole, die für die Übertragung von Covid-19 maßgeblich sind, um bis zu 90 Prozent reduzieren. Mit der am ILM in der Entwicklung befindlichen UV-Technologie sollen deutlich mehr als 90% der Keime in den Aerosolen abgetötet werden. Besonders interessiert die Forscher in Ulm die Verwendung leistungsstarker UVC-LEDs. Zur Entwicklung der Luftreinigungsgeräte auf UVC-Basis gehören eine Machbarkeitsstudie, das Optikdesign der Bestrahlungseinheit sowie die Entwicklung und der Aufbau von Laborsystemen und Funktionsmustern. Als letzter Schritt folgt ein biologischer Test der Funktionsmuster mit verschiedenen R1-Modellkeimen, darunter auch ein SARS-CoV-2-Surrogat-Virus. Neben der Entwicklung eigener Geräte prüft das ILM auch bereits auf dem Markt bestehende Luftreiniger für verschiedene Unternehmen.

In der Diagnostik legt das ILM einen Schwerpunkt auf die Konzipierung, die Entwicklung, den Aufbau und die Evaluation von optischen Detektionseinheiten in mikrofluidischen Systemen. Ziel ist, Keime auf Basis von (digitalen) NAT-Assays zu erkennen und zu differenzieren. Das ILM kooperiert dazu mit Hahn-Schickard in Freiburg, ebenfalls ein innBW-Institut.   

Die photodynamische Therapie (PDT) ist ein ortsgerichtetes und nichtinvasives Verfahren für die Behandlung solider Tumoren. Ungiftige Moleküle, sogenannte Photosensibilisatoren, reichern sich präferentiell in Tumorzellen an (s. Abbildung) und entwickeln unter Einwirkung von Licht und Sauerstoff reaktive Sauerstoffspezies, welche zur Abtötung der Tumorzellen und zur Beeinflussung von Immunreaktionen im Tumor führen. Die chemodynamische Therapie (CDT) kann diese Effekte verstärken. Das Kooperationsprojekt Fe-NanoSys zielt auf die Nutzung der PDT/CDT-vermittelten Antitumor-Effekte ab und kombiniert sie mit der Checkpoint-Inhibition, einem vielversprechenden und Nobelpreis-gewürdigten Verfahren zur Aktivierung der Tumorimmunität, welches bspw. beim zuvor nahezu unbehandelbaren malignen Melanom zu signifikanten Therapieerfolgen führte.

Fe-NanoSys ist ein Gemeinschaftsprojekt von Prof. Dr. Mika Lindén (Universität Ulm, Anorganische Chemie II [AC II]), Dr. Anastasia Ryabova (General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow [GPI-RAS]) und Dr. Rainer Wittig (ILM, Biologie), welches vom Altdirektor des ILM, Prof. Rudolf Steiner, sowie dessen langjährigen russischen Kooperationspartner Prof. Viktor Loschenov wissenschaftlich begleitet wird. In Fe-NanoSys werden chemo-/photodynamisch aktive Nanopartikel hergestellt und für die spezifische Wirkung im Prostatakarzinom funktionalisiert (AC II). Die Partikel werden durch GPI-RAS photophysikalisch charakterisiert und am ILM in rekombinanten Zelllinien und einem Tierversuchs-Ersatzmodell hinsichtlich ihrer biologischen Effekte getestet und priorisiert. Zuletzt werden die vielversprechendsten Kandidaten in einem Prostatakarzinom-Mausmodell in Kombination mit der Immuncheckpoint-Inhibition präklinisch evaluiert. Partner für diese finale Evaluierungsphase ist das renommierte Hertsen Moscow Oncology Research Institute. Das ILM sucht eine(n) Doktorand(in) der Biologie, Biochemie oder molekularen Medizin für die biologische Evaluierung der Partikel am ILM sowie die Begleitung der präklinischen Evaluierung des Verfahrens in Moskau.

Im gemeinsam von den Forschungsvereinigungen F.O.M. und DECHEMA am ILM durchgeführten IGF Projekt CellPulse konnten Parameter für die reversible Poration lebender Zellen mittels einzelner Laserpulse identifiziert werden. Dieses Verfahren stieß auf großes Interesse bei den Unternehmen des projektbegleitenden Ausschusses, weil es prinzipiell einen ortskontrollierten, standardisierten und markerfreien Transfer von Substanzen in Zellen in hohem Durchsatz ermöglichen kann. Vielversprechende Zielanwendungen der Technologie sind u. a. die Zellmanipulation in mikrofluidischen Applikationen (bspw. Organ-on-Chip Anwendungen) oder ein Laserpuls-vermittelter Antigentransfer in Immunzellen für
ex vivo Vakzinierungsverfahren. Das ILM strebt an, die Technologie in Folgeprojekten mit Industriepartnern in bestehende Plattformen für die Zellanalyse und -manipulation zu integrieren. Die Ergebnisse von CellPulse werden von Projektleiter Dr. Rainer Wittig bei der microTEC-Südwest Clusterkonferenz 2021 (am 18.03.2021), dem Fachkolloquium der Forschungsallianz Medizintechnik (am 23.03.2021) sowie der 3D Cell Culture 2021 Konferenz (05.-07.05.2021) vorgestellt.

"Forscher des Instituts für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) der Universität Ulm haben in einem IGF-Projekt „HSI-plus: Strukturierte Beleuchtung und hyperspektrale Bildgebung als neuartiger Ansatz zur Tumorerkennung in der Dermatologie“ ein Messverfahren entwickelt, das den Arzt bei der Tumorerkennung unterstützen und unnötige Biopsien vermeiden soll. Das Gerät könnte schon in naher Zukunft bei niedergelassenen Dermatologen zum Einsatz kommen und dabei helfen, die Zahl der Biopsien und  Krankenhauseinweisungen zu reduzieren."

Hier finden Sie den ganzen Artikel aus der Zeitschrift 'Klinik Management aktuell'.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Exact and approximate analytical solutions of the two- und three-dimensional radiative transfer equation" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Die Strahlungstransportgleichung (RTE) ist die fundamentale Gleichung für die Beschreibung der Lichtausbreitung in streuenden Medien auf mesoskopischer und makroskopischer Skala, wie z. B. in biologischen Medien, in Farbe, im Gestein, in Böden, in der Atmosphäre oder im interstellaren Raum. Die RTE wird üblicherweise durch numerische Verfahren wie die Monte-Carlo-Simulation gelöst. Kürzlich ist es uns gelungen, analytische Lösungen der RTE für verschiedene Geometrien und für ihre Erweiterungen herzuleiten. Das Ziel des Projektes ist die Herleitung weiterer wichtiger Lösungen der RTE für eine Reihe von Geometrien in allen Ortsfrequenzdomänen und in allen Ortsdomänen, wobei auch die Lösungen für eine diskrete Anzahl an Streuinteraktionen berücksichtigt werden. Weiterhin werden analytische Lösungen der Korrelations-RTE und der Diffusionsgleichung, einer oft verwendeten Näherung der RTE, hergeleitet. Die neuen analytischen Lösungen werden mit der Monte-Carlo-Simulation validiert bzw. verglichen. Die analytischen Lösungen der RTE werden mit Lösungen der Wärmeleitungsgleichung kombiniert, von welcher ebenfalls analytische Lösungen für verschiedene Geometrien hergeleitet werden. Des Weiteren werden die neuen analytischen Lösungen effizient implementiert, um einerseits wichtige Anwendungen auf verschiedenen technischen und medizinischen Feldern zu untersuchen und andererseits die Lösungen für den interessierten Anwender zur Verfügung zu stellen. (Projektnummer 284841045)

Etwa 23.000 Menschen erkranken jedes Jahr in Deutschland an Hautkrebs, rund 3.000 Menschen sterben jährlich daran. Bislang sind Untersuchungen zur Hautkrebsfrüherkennung in hohem Maße von der Erfahrung des untersuchenden Arztes abhängig: So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Manche bösartigen Melanome werden dabei übersehen oder nicht frühzeitig genug erkannt.

Ulmer Wissenschaftler haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik präziser, kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines hyperspektralen Kamerasystems, kombiniert mit strukturierter Beleuchtung, können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Für ihre Leistungen sind Dr. Karl Stock und M. Sc. Physik Steffen Nothelfer vom Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm gestern in Köln mit dem Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet worden. Durchgeführt wurde das Projekt vom AiF-Mitglied Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F. O. M.). Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10.000 Euro dotiert. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 100 Forschungsvereinigungen organisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Einen Film zum ausgezeichneten Projekt finden Sie hier.

Unsichtbares sichtbar machen

„Wir haben ein Gerät entwickelt, das den Arzt bei der Erkennung von schwarzem Hautkrebs unterstützen soll“, erklärt Stock das Ergebnis der Forschungsarbeiten. „Damit können wir die optischen Eigenschaften eines Gewebes in jedem Punkt exakt bestimmen und daraus auf Gewebeveränderungen schließen.“ Sein Kollege Nothelfer beschreibt das Vorgehen: „Zunächst beleuchten wir die Haut bei der Untersuchung in unterschiedlichen Farben und mit unterschiedlichen Streifenmustern. Einfach gesagt projizieren wir bestimmte Muster auf die Haut und erfassen dann das zurückgestreute Licht mit einer empfindlichen Kamera.“ Aus Abweichungen oder Verzerrungen des ursprünglichen Musters lassen sich mithilfe von Auswertealgorithmen sehr genau Änderungen der optischen Gewebeeigenschaften, auch in der Tiefe, ableiten. Diese können erste Hinweise einer krankhaften Gewebestörung sein. „In erster Linie kommt das Gerät den Patienten zugute, denn je früher das Melanom entdeckt wird, desto höher sind die Überlebenschancen des Patienten“, resümiert Stock.

Den komplette Pressetext der AiF finden Sie hier.

Ansprechpartner zum Projekt

Dr. Karl Stock, Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) an der Universität Ulm, E-Mail: karl.stock@ilm-ulm.de, Telefon: +49 (0) 731 1429-220

Dr. Markus Safaricz, Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F.O.M.), E-Mail: info@forschung-fom.de, Telefon: +49 (0) 30 414021-39

28. Oktober 2020, 18:00 Uhr

In diesem Jahr ist alles anders, auch die Verleihung des Otto von Guericke-Preises der AiF. Live und in Farbe und sogar bei Ihnen zu Hause, lädt die AiF Sie herzlich dazu ein, das IGF-Projekt des Jahres zu feiern: Drei Finalisten-Teams präsentieren ihre nominierten Projekte mit besonderen Innovationsleistungen auf dem Gebiet der vorwettbewerblichen Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF). Schauen Sie rein und nehmen Sie teil – https://ovg-2020.aif.de/#/

Unser Institut tritt mit einem Projekt an, bei dem Unsichtbares sichtbar gemacht wird. Das Forscherteam um Dr. Karl Stock stellt Untersuchungen an, die der Hautkrebsfrüherkennung dienen. So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Optimal ist diese Methode nicht, denn dabei werden manche bösartigen Melanome übersehen bzw. nicht frühzeitig genug erkannt. Andererseits werden auch viele gutartige Muttermale unnötigerweise entfernt. Wir haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik nicht nur präziser, sondern auch kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines multifokalen hyperspektralen Kamerasystems können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Dies stellt auch die Weichen für die Telemedizin.

Der diesjährige Forschungstag fand am 20.10.2020 als Online-Veranstaltung statt. Neben Vorträgen hochrangiger Rednerinnen und Redner aus der Wissenschaft, Wirtschaft und Politik wurde das Thema „Wissenschaftskommunikation im Zeichen polarisierter Debatten“ in einem Panel diskutiert. Unser Mitarbeiter Felix Glöckler gewann beim Posterpreis den 2. Platz. Das Poster kann heruntergeladen werden.

Die Baden-Württemberg Stiftung veranstaltet den Forschungstag seit 2007 im zweijährigen Rhythmus. Es gilt dabei nicht nur, die Forschungsvorhaben zu präsentieren, die von der Stiftung unterstützt werden. Der Forschungstag ist für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik vielmehr eine gute Gelegenheit, sich auszutauschen und miteinander ins Gespräch zu kommen. Der Forschungstag ist die perfekte Gelegenheit, gemeinsam spannende Ideen zu entwickeln und fruchtbare neue Kooperationen anzubahnen.

Weitere Details zum Forschungstag finden Sie hier: https://www.bwstiftung.de/forschungstag/

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Ziel des Projektes ist die erstmalige grundlegende Untersuchung der Wellenfrontformung tief in streuenden, insbesondere biologischen, Medien und deren Anwendungen basierend auf exakten und effizienten - sowohl analytischen als auch numerischen – Lösungen der Maxwellgleichungen und der Strahlungstransportgleichung. Beispielsweise soll die Fokussierung durch Wellenfrontformung systematisch in Abhängigkeit aller optischen Eigenschaften und der Tiefe des streuenden Mediums sowohl für gepulste als auch für kontinuierliche Lichtquellen charakterisiert werden. Des Weiteren sollen verschiedene Techniken, beispielsweise Korrelationsuntersuchungen mithilfe des remittierten elastisch gestreuten Lichts und des remittierten Ein- bzw. Mehrphotonen-Fluoreszenzlichts, für eine erfolgreiche und nicht-invasive Kontrolle der Bildung eines scharfen Fokus tief im streuenden Medium untersucht werden. Die theoretischen Ergebnisse sollen mit Messungen vorwiegend an optisch und geometrisch, teilweise mikroskopisch, genau charakterisierten statischen und nicht-statischen Phantomsystemen, aber auch an tierischen Ex-Vivo-Geweben validiert werden. Obige Arbeiten versprechen im Erfolgsfall eine Reihe äußerst wichtiger Anwendungen, insbesondere die Möglichkeit der mikroskopischen Bildgebung in weitaus größeren Gewebetiefen als es momentan der Fall ist.

Laser boomen in der Medizin und versprechen die neue Wunderwaffe zu sein. Doch wo ist der Einsatz sinnvoll, und wo nur ein Hype? Dieser Frage geht die Frankfurter Allgemeine Zeitung mithilfe von Prof. Raimund Hibst auf den Grund.

«Ein beliebtes Hilfsmittel sind Laser in der Medizin gerade deshalb, weil sie unschlagbare Vorteile haben. Prof. Dr. Raimund Hibst erklärt: Der Laserstrahl ist nahezu parallel und kann deshalb sehr scharf fokussiert werden. Außerdem ist das Laserlicht einfarbig, was durch eine Anpassung an die Gewebeabsorption ebenfalls eine Steuerung seines Wirkungsorts erlaubt. So ist es zum Beispiel möglich, in der Haut selektiv Blutgefäße zu verschließen oder am Auge die Hornhaut in ihrem Inneren abzutragen, jeweils ohne das umliegende Gewebe zu schädigen. Der Laser ist bei fachgerechter Anwendung ein äußerst präzises und schonendes Instrument.»

Nachdem In-vitro-Messungen mit Hilfe eines Laboraufbaus am ILM erste sehr vielversprechende Ergebnisse lieferten, wurde nun ein weiterer Meilenstein im Rahmen des vom Land Baden-Württemberg geförderten Projektes „Intelligente Diagnostik“ erreicht. Am 19. Mai wurde ein erster Prototyp an die Hautklinik Tübingen geliefert, womit nun In-vivo-Messungen im Rahmen einer Studie durchgeführt werden sollen. Ziel des Projektes ist eine deutliche Steigerung der Spezifität und Selektivität bei der Diagnostik von Melanomen.

www.fzi.de/aktuelles/news/detail/artikel/fuenf-institute-der-innovationsallianz-baden-wuerttemberg-erhalten-17-millionen-euro-fuer-forschung-an/

Das Ulbrichtkugelverfahren ist ein Standard-Verfahren zur Trennung von Streuung und Absorption trüber Medien. Am ILM wurde das Verfahren grundlegend theoretisch und experimentell untersucht, um die Bestimmung der optischen Eigenschaften zu verbessern. Insbesondere wird für das entwickelte Verfahren die Lichtausbreitung der Proben, beispielsweise die exakte Abstrahlcharakteristik sowie die Lichtausbreitung innerhalb der realen Kugelgeometrie, berücksichtigt. Zudem wurde das Messsystem experimentell, hinsichtlich der Übertragbarkeit auf das theoretische Modell, optimiert. Die hohe Genauigkeit des Messystems konnte durch zahlreiche Validierungsmessungen an Polystyrol-Kügelchen, molekularen Absorbern sowie mit Nanopartikeln exemplarisch gezeigt werden. Das Verfahren bietet zusammen mit der Messung der kollimierten Transmission die Basis für die Bestimmung optischer Eigenschaften weiterführender Industrie- und Forschungsprojekte.

Momentan wird der entwickelte Laboraufbau zusammen mit der Firma Gigahertz-Optik in ein kommerziell verfügbares Laborgerät überführt. www.gigahertz-optik.de/de-de/produkt/SphereSpectro%20150H

Der Entwicklungserfolg wurde in zwei Veröffentlichungen (Theorie und Experiment) in der renommierten Fachzeitschrift Applied Optics publiziert:

Florian Foschum, Florian Bergmann, Alwin Kienle "Precise determination of the optical properties of turbid media using an optimized integrating sphere and advanced Monte Carlo simulations.
Part 1: Theory." Applied Optics 59.10 (2020): 3203-3215. www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm

Florian Bergmann, Florian Foschum, Ralf Zuber, Alwin Kienle "Precise determination of the optical properties of turbid media using an optimized integrating sphere and advanced Monte Carlo simulations. Part 2: Experiments." Applied Optics 59.10 (2020): 3216-3226. www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm.

Am 01.04.2020 hat es am ILM einen Führungswechsel gegeben. Wegen der Corona-Epidemie fand dieser unter ungewöhnlichen Umständen statt: ohne den für solche Anlässe üblichen Festakt, aber dafür mit zusätzlichen Pandemie-bedingten Herausforderungen. Neuer und damit dritter Vorstandsvorsitzender der Stiftung für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik an der Universität Ulm ist Herr Alexander Hack. Er tritt die Nachfolge von Prof. Dr. Raimund Hibst an, der seit 2008 das Institut leitete und nun in seinen verdienten Ruhestand geht.

Mit Prof. Hibst verlässt nun ein „Urgestein“ des ILM das Institut. Er wurde 1986 kurz nach der Gründung des ILM vom damaligen Direktor Prof. Dr. Rudolf Steiner als Wissenschaftler eingestellt. Seine Forschungen zum Einsatz des Er:YAG-Lasers in der Medizin, speziell in der Dermatologie und Zahnmedizin, haben Herrn Hibst und das Institut international bekannt gemacht. Bei der Entwicklung des ersten dentalen Er:YAG-Lasers kreuzten sich die Wege des scheidenden und aktuellen Vorstandsvorsitzenden zum ersten Mal. Weitere gemeinsame Projekte folgten. „Ich freue mich, dass mein Nachfolger das ILM bereits aus der Sicht unserer Kunden kennt und große Industrieerfahrung in das Institut einbringen kann“, so Prof. Hibst zum Abschied.  

Alexander Hack studierte Maschinenbau und erlangte an der Wissenschaftlichen Hochschule für Unternehmensführung (WHU) und dem Kellogg School of Management an der Northwestern University of Chicago seinen MBA. Die Stufen seines beruflichen Werdegangs durchlief er nach einer initialen Phase von 4 Jahren Industrieberatung bei der Steinbeis Stiftung ausschließlich in der Industrie über die Funktionen Projektleitung, Entwicklungsleitung, Produktmanagementleitung, Marketingleitung, Businessunitleitung und Geschäftsführung einer Produktionsfirma mit internationaler Verantwortung. Durch einige Projekte mit externen Forschungseinrichtungen wie dem ILM konnten disruptive sowie wichtige inkrementelle Innovationen bis zum Markterfolg umgesetzt werden. Mit seiner umfangreichen Industrieerfahrung und Managementkompetenz plant das ILM seine Industrieausrichtung zu stärken und den Technologietransfer durch professionelles Projektmanagement für seine Industriekunden wirtschaftlich attraktiv zu fördern. „Ich freue mich sehr auf die neue Aufgabe und bin dankbar für das in mich gesetzte Vertrauen des Kuratoriums der Stiftung und des ILM Teams", erklärte er bei seinem offiziellen Antritt am 01.04.2020.

_{Bild: Prof. Raimund Hibst (li.), Alexander Hack (re.)}

Dass eine Innovationsidee in der Medizintechnik bereits zum Ende eines im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) geförderten Projektes den Weg in die Klinik geschafft hat, gilt als nahezu unmöglich. Doch unseren Mitarbeitern Karl Stock, Alwin Kienle, Steffen Nothelfer, Holger Wurm und Daniel Meitinger ist es im Projekt „HSI-plus - Strukturierte Beleuchtung und hyperspektrale Bildgebung als neuartiger Ansatz zur Tumorerkennung in der Dermatologie" (IGF-Projekt 19639 N) gelungen ein Messsystem zu entwickelt, das nun in einer Studie des Universitätsklinikums Ulm mit über 100 Patienten erprobt werden soll. Und nicht nur das: Das Messsystem kann auch in anderen Branchen eingesetzt werden, z. B. in der Lebensmittelkontrolle, der Pharmazie, der Mülltrennung, im Bereich der Computergrafik und im Homecare-Bereich, um nur einige zu nennen.

Das überzeugte auch die Jury des Wissenschaftlichen Rats der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), die das erfolgreiche Projekt in die Finalrunde um das "IGF-Projekt des Jahres 2020" wählte. Anhand der eingereichten Unterlagen und eines im Sommer erstellten Projektfilms kürt die Jury im Herbst den Gewinner des mit 10.000 Euro dotierten Otto von Guericke-Preises aus dem Kreis der drei Finalisten. Mit dem Preis werden herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Industriellen Gemeinschaftsforschung zugunsten kleiner und mittlerer Unternehmen ausgezeichnet. Die Preisverleihung findet am Mittwoch, den 28. Oktober 2020 in Berlin statt.

HSI-plus wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 249.600 Euro gefördert. Projektverantwortliche Forschungsvereinigung ist die F.O.M., deren Projekte es bereits 2016 und 2018 in der Finalrunde der Ausschreibung für den Otto von Guericke-Preises schafften.

https://www.forschung-fom.de/fileadmin/Redakteure/Projektdokumente/Nominierungsnoten-f-OvG-Preis/HSI-plus_OvG-Nominierungsnote-2020.pdf

Der Otto von Guericke-PreisDie Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V. (AiF) zeichnet mit dem mit 10.000 EUR dotierten Preis herausragende Arbeiten auf dem Ge-biet der Industriellen Gemeinschafts-forschung (IGF) zugunsten kleiner und mittlerer Unternehmen aus.

Zur Lage am ILM:
Aufgrund der weiter anhaltenden Verbreitung des Coronavirus in Deutschland hat sich das ILM entschlossen, aus Vorsorgegründen einen Teil ihrer Einrichtungen in den HomeOffice zu entsenden. Hierbei kommt es zu Einschränkungen bei Terminen vor Ort und der telefonischen Erreichbarkeit.

Trotz dieser Einschränkungen sind die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter weiterhin per E-Mail für Sie erreichbar.

Durch Vernetzen werden gezielt und kostengünstig die mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften von Standardthermoplasten verbessert. Bekanntestes Beispiel sind dabei Rohre aus vernetztem Polyethylen (PE-X). Ebenso vernetzten Klebstoffe bzw. duroplastische Matrixmaterialien von Faserverbundkunststoffen während der Aushärtung. Die wichtigste Qualitätskennzahl für FVK bzw. Klebstoffe ist der Aushärtegrad bzw. im Falle von PE-X der Vernetzungsgrad. Bis dato kommen für dessen Bestimmung – insbesondere bei PE-X – stichprobenartig zerstörende und teilweise sehr zeitaufwändige (Norm-)Prüfmethoden zum Einsatz. Von Seiten der Industrie und Forschung bestehen bereits seit längerem Bestrebungen, alternative Verfahren wie die dynamisch-mechanische Analyse oder Kernspinresonanz (NMR) zur beschleunigten Vernetzungsgradprüfung einzusetzen. Einen vielversprechenden neuartigen Lösungsansatz zur prozessnahen, zerstörungsfreien und schnellen Vernetzungsgradbestimmung direkt an (Endlos-) Bauteilen bieten optische Verfahren unter Verwendung der Ulbrichtkugel, der Streifenprojektion sowie der kollimierten Transmission. Dabei wird das sich verändernde Streu- und Absorptionsverhalten der untersuchten Kunststoffe beim Vernetzen bzw. Aushärten ausgenutzt.

In dem über zwei Jahre laufenden Forschungsvorhaben des SKZ, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft, und des ILM, einem Institut der Innovationsallianz Baden-Württemberg, wird das Ziel verfolgt, diese zerstörungsfreien, optischen Verfahren für die prozessnahe Bestimmung von Vernetzungs-/ Aushärtegrad nutzbar zu machen und gleichzeitig deren Einsatzgrenzen beim systematisch zu evaluieren. Als Referenz dienen verschiedene in der Praxis gängige Prüfverfahren. Basierend auf den Ergebnissen des Forschungsvorhabens sollen die Zukunftstrends E-Mobilität und Leichtbau sowie die sichere Verwendung von PE-X-Rohren durch eine beschleunigte, prozessnahe Qualitätssicherung unterstützt werden.

Interessierte Industrieunternehmen sind eingeladen, sich beim SKZ oder ILM zu melden, um das Projekt kostenfrei zu begleiten und frühzeitig von den Ergebnissen zu profitieren. Das Vorhaben 20848 N der Forschungsvereinigung "Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e. V." wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Wir bedanken uns für die finanzielle Unterstützung.

Vom 1. bis zum 6. Februar 2020 findet mit der „Photonics West 2020“ die jährlich größte Versammlung von Experten auf dem Gebiet der Photonik statt. Zu den verschiedenen Konferenzen und der Industrieausstellung werden rund 22.000 Teilnehmer erwartet. Natürlich darf hier das ILM nicht fehlen. Es ist mit Beiträgen zum medizinischen Lasereinsatz und zur Theorie der Lichtausbreitung vertreten:

• Karl Stock, Holger Wurm: Comparative in-vitro investigations on the cutting quality of the CO₂ laser and the diode pumped Er:YAG laser
• Felix Ott, Benjamin Krüger, Alwin Kienle: Wavefront shaping simulations based on Maxwell’s equations: Focus intensity behavior while scanning inside randomly scattering media

Mit Erhalt des Zuwendungsbescheids für das Projektvorhaben „Intelligente Diagnostik“ gehen 1,7 Millionen Euro Landesförderung an fünf Institute der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW), darunter das ILM.: Das Verbundprojekt hat das Ziel, durch den Einsatz quantitativer bildgebender Verfahren sowie künstlicher Intelligenz (KI) die Erkennung von Hauttumoren zu verbessern.

Bislang ist die visuelle Inspektion der Patienten durch den Arzt eine der wichtigsten Säulen in der Diagnostik von Hauttumoren. Um zu einer Diagnose zu gelangen, analysieren Ärzte, was sie sehen. Bekannt ist das ABCDE-Verfahren, nach dem Ausmaß, Form, Farbe, Durchmesser und Erhabenheit der betroffenen Hautstelle bewertet werden. Je größer der Durchmesser und je unregelmäßiger ein Hautfleck ist, umso größer die Wahrscheinlichkeit, dass ein Hauttumor vorliegt.

Kann künstliche Intelligenz (KI) dabei helfen, Hauttumore zu diagnostizieren? Ja. Schon heute wird im Bereich der Diagnostik mit KI gearbeitet. Dabei werden zehntausende digitale Fotos klassifiziert, um anschließend einen Diagnosevorschlag auf Basis eines neuen Bildes vornehmen zu können.“

Im Rahmen des Verbundforschungsprojektes sollen nun erstmals durch am ILM entwickelte optische Verfahren wesentlich mehr Daten erhoben werden, als normale Digitalbilder hergeben, so zum Bespiel der Melanin- oder Wassergehalt der betrachteten Hautstelle oder ihre Textur. Dabei werden diese Parameter quantifiziert, d. h. sie können wie die Ergebnisse von Blutuntersuchungen über einen längeren Zeitraum miteinander verglichen werden, um später allein aus charakteristischen Verläufen schon die Entstehung von Hautkrebs und nicht erst seine Manifestation erkennen zu können. Solche Muster automatisch zu finden ist Aufgabe der KI. Das optische Diagnostiksystem wird intelligent.

Das Projekt mit einer Laufzeit von 18 Monaten wird gefördert vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg. Beteiligt sind neben dem ILM folgende Institute der innBW: FZI Forschungszentrum Informatik, Hahn-Schickard-Institut Villingen-Schwenningen, Hahn-Schickard-Institut Stuttgart und NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen.

Über die Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW)
Die Innovationsallianz Baden-Württemberg ist ein Zusammenschluss von 13 außeruniversitären wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen mit insgesamt 1.200 Mitarbeitern. Die Institute orientieren sich am Bedarf der Wirtschaft und erschließen Technologiefelder, die für die Wirtschaft bedeutsam werden. Mit rund 4.500 Industrieprojekten in den Zukunftsfeldern Gesundheit und Pflege, Nachhaltige Mobilität, Energie und Umwelttechnologie sowie Information und Kommunikation ist die innBW ein Leuchtturm an Innovation und Technologietransfer. Für die Entwicklung innovativer Produkte stehen die Querschnittstechnologien Werkstoffe und Oberflächen, Mikrosystemtechnik/-elektronik, Digitalisierung, Nanotechnologie, Biotechnologie, Photonik, Produktionstechnik und Managementsysteme im Fokus. Von 2006 bis 2018 wurden bereits 60 Firmen ausgegründet.

Viele Studien zeigen, dass die Protease Hepsin in Prostatatumoren verstärkt aktiv ist und hier, sowie auch in anderen Krebsarten, die Metastasierung fördert. Gleichzeitig ist Hepsin in den Metastasen selbst dann oft nicht mehr nachweisbar, und eine sehr starke Präsenz von Hepsin in Tumoren geht mit einer zum Teil besseren Prognose für die Patienten einher. Die Hintergründe dieses auch als „Hepsin-Paradox“ bezeichneten Phänomens waren bisher weitestgehend unklar.

Wissenschaftler der AG Biologie des ILM konnten nun in Zusammenarbeit mit Kollegen aus der Urologie des Universitätsklinikums Ulm sowie aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg das Hepsin-Paradox näher charakterisieren: Eine überschüssige Aktivität von Hepsin korrelierte in Zellen des Prostatakarzinoms mit einer zunehmenden Internalisierung des ansonsten auf der Zelloberfläche lokalisierten Enzyms. Innerhalb der Zelle verursacht Hepsin dann Stressreaktionen, die u.a. zu einem verstärkten Abbau von Zellbestandteilen durch Autophagie führen. Eine Unterdrückung dieser Prozesse durch bekannte und teilweise bereits klinisch angewendete Wirkstoffe führte zu einer verstärkten Wachstumshemmung in Tumorzellen mit hoher Hepsin-Konzentration. Bisher galt die spezifische Inhibition der proteolytischen Aktivität als zielführende Strategie in der Präzisionstherapie Hepsin-positiver Tumoren. Die neuen Ergebnisse legen nun nahe, dass die oben genannten Wirkstoffe ebenfalls zur gezielten Wachstumshemmung solcher Tumoren verwendet werden können.

Die Ergebnisse des durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts wurden in der Fachzeitschrift Cell Death & Disease veröffentlicht (https://www.nature.com/articles/s41419-019-1830-8). In Folgeprojekten mit Partnern aus dem Universitätsklinikum Ulm und dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sollen die bisher in experimentellen Tumoren identifizierten Mechanismen zukünftig in Patientenproben verifiziert und gleichzeitig eine auf Hepsin ausgerichtete Präzisionstherapie mittels nanodimensionierter Medikamententräger erforscht werden.

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Anorganische Chemie II etablierte und testete die Arbeitsgruppe Biologie des ILM ein vielversprechendes neues injizierbares Material für die Gewebekonstruktion: Sogenannte „selbstorganisierende“ Peptide (self-assembling peptides), die in Gegenwart physiologischer Salzkonzentrationen spontan dreidimensionale Kollagen-ähnliche Strukturen bilden, wurden mit nanodimensionierten Medikamententrägern aus mesoporösem Silica (Mesoporous Silica Nanoparticles, MSN) sowie Knochenvorläuferzellen in Abwesenheit von Salz gemischt und anschließend zu Zellkulturmedium gegeben. Hier, wie potentiell auch im Körper, erfolgt in Gegenwart von Salz eine rasche Gelierung, durch die die Zellen in eine für die Gewebedifferenzierung notwendige 3D-Matrix eingebettet werden. Die Medikamententräger werden durch dieses Verfahren ebenfalls im Gel immobilisiert und dort von den Zellen aufgenommen (s. Abbildung: Inside Back Cover Nanoscale, Ausgabe 34, 2017). In der durch die Baden-Württemberg-Stiftung im Forschungsprogramm „Bioinspirierte Materialsynthese“ geförderten Pilotstudie konnten die Forscher die Biokompatibilität der hybriden Hydrogele demonstrieren. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Medikamententräger in Abhängigkeit ihrer Oberflächeneigenschaften in unterschiedlichen Mengen aus dem Hydrogel aufgenommen werden. Ein wesentliches Kriterium für die Aufnahmeeffizienz ist die Adsorption des matrixbildenden Peptids auf der Oberfläche des Nanopartikels. Diese Eigenschaft kann möglicherweise zur präzisen Steuerung biologischer Signale für eine optimierte Gewebekonstruktion in den Hydrogelen genutzt werden. Ziel zukünftiger Forschungsarbeiten der Kooperationspartner ist deshalb eine Systemoptimierung, welche eine präzise und zeitversetzte Freisetzung unterschiedlicher Substanzen für eine reguläre Differenzierung von Vorläuferzellen im hybriden Hydrogel ermöglicht.          

Die Ergebnisse der Pilotstudie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nanoscale publiziert (Bernhard Baumann, Rainer Wittig, Mika Lindén: Mesoporous silica nanoparticles in injectable hydrogels: factors influencing cellular uptake and viability. Nanoscale 2017, 9 (34): 12379-12390, doi: 10.1039/c7nr02015e, pubs.rsc.org/).

Obwohl unser Institut auf einem Berg steht, beteiligen sich die ILM-Mitarbeiter/innen an der Aktion „Mit dem Rad zur Arbeit“ und sammeln seit dem 1. Mai fleißig Kilometer und Höhenmeter. Die Aktion von AOK und ADFC hält fit und schont zugleich die Umwelt.

Informationen zur Aktion finden Sie hier: https://www.mit-dem-rad-zur-arbeit.de/baden-wuerttemberg/index.php

Das Institut für Lasertechnik in der Medizin und Messtechnik (ILM) in Ulm erhält im Jahr 2017 eine Grundfinanzierung von rund 1,63 Millionen Euro. In der Grundfinanzierung ist eine Prämie für kleine und mittlere Unternehmen (KMU-Prämie) in Höhe von 20.225 Euro für die Einwerbung von Forschungsaufträgen kleiner und mittlerer Unternehmen enthalten. Das ILM ist eines von dreizehn Instituten der angewandten Forschung in der Innovationsallianz Baden-Württemberg.

„Mit seinem Forschungs- und Dienstleistungsangebot ist das ILM ein wichtiger Partner vor allem für kleine und mittlere Unternehmen, die wegen des hohen Kostendrucks keine eigenen Forschungskapazitäten aufbauen können. Ohne den Rückgriff auf Forschungsnetzwerke ist es für diese Unternehmen schwer, den ständig wachsenden Anforderungen aus der Wirtschaft gerecht zu werden - deswegen sind niedrigschwellige Kooperationsangebote für die Unternehmen wichtig. Vor diesem Hintergrund brauchen wir wirtschaftsnahe Forschungsinstitute wie das ILM mehr denn je. Mit der Förderung sichern wir den erfolgreichen Technologietransfer in Baden-Württemberg“, sagte Ministerialdirektor Hubert Wicker bei der Übergabe des Förderbescheids am 24. März 2017 in Ulm.
 
Das Ulmer Forschungsinstitut zeichnet sich durch eine einmalige Kombination von technisch-physikalischer Kompetenz im Bereich der Optik und Photonik mit medizinisch-klinischer Anwendung aus. Ein Forschungsschwerpunkt des ILM ist die Entwicklung schonender und kostengünstiger Diagnose- und Therapieverfahren für die Medizin. Ein weiterer Schwerpunkt, der künftig noch stärker im Mittelpunkt stehen soll, ist die Entwicklung von optischen Sensoren und Bildgebungssystemen nicht nur für die Medizin, sondern auch für technische Anwendungen und zur Analytik bei der Herstellung von Lebensmitteln und Medikamenten sowie im Agar- und Umweltbereich. Das ILM erforscht und entwickelt den gesamten Innovationsprozess von der Idee über die Umsetzung bis hin zur fertigen Anwendung.

Unter dem Motto „Mikro Kosmos“ wird die Ulmer Innenstadt vom 27.09 bis zum 1.10.2016 im Rahmen des Wissenschaftsfestivals „Highlights der Physik“  zur physikalischen Erlebniswelt. Mit einem interaktiven Experiment und interessanten Exponaten kann aktuelle Forschung des ILM am Stand A9 bei der zentralen Ausstellung zum Thema “Quanten- und Biophysik” auf dem Münsterplatz hautnah erlebt werden.

Weitere Informationen zur Veranstaltung gibt es unter www.highlights-physik.de.

Dass ILM Mitarbeiter sich nicht nur auf den Umgang mit Licht verstehen, bewies die Läufergruppe mit den Läufern Florian Bergmann, Edgar Brauer, Christian Zoller, Emanuel Simon, Sabrina Stocker, Felix Ott, Oliver Fugger und Julian Stark. Dabei zeigten die Mitarbeiter, dass Wissenschaftler durchaus auch herausragende sportliche Qualitäten und Ausdauer besitzen. Sie bewältigten die Distanz von 100 km mit einer Achter-Staffel in der Zeit von 7:55:31 und erreichten damit den ersten Platz unter den 45 gemischten Achter-Staffeln sowie den zweiten Platz unter allen 54 angetreten Achter-Staffel-Teams.

Herzlichen Glückwunsch!

Der Staatssekretär im Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg Peter Hofelich hat am 24. März 2016 persönlich den Förderbescheid über eine Grundfinanzierung an den Institutsdirektoren Prof. Dr. Raimund Hibst übergeben. Staatssekretär Hofelich nutzten die Gelegenheit, sich über die aktuellen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des ILM informieren zu lassen.

Das ILM wird von Stuttgart mit einer Grundfinanzierung von 1,6 Millionen Euro bedacht. Die Kombination technisch-physikalischer Kompetenz im Bereich Laser mit medizinisch-klinischer Anwendung ist einmalig. Es geht um schonende und kostengünstige Diagnose- und Therapieverfahren.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert ein interdisziplinäres Kooperationsprojekt der Arbeitsgruppe Biologie des ILM mit Partnern aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) und der Universitätsmedizin Mainz. Ziel ist die Entwicklung enzymatisch spaltbarer Nanoträger für die Präzisions-Tumortherapie. Die am MPIP hergestellten Träger sollen am ILM hinsichtlich ihrer biologischen Eigenschaften in zellfreien Systemen, in Zelllinien mit regulierbarer Expression des Zielenzyms, sowie in dem am ILM etablierten Tierversuchs-Ersatzmodell der Chorioallantoismembran des befruchteten Hühnereis (CAM-Modell) charakterisiert werden. Die Universitätsmedizin Mainz ergänzt die Charakterisierung der Nanoträger durch Studien zur Korona, Aggregatbildung, Phagozytose und Toxizität.

Nähere Informationen zum Projekt erteilt gern Dr. Rainer Wittig (rainer.wittig@ilm-ulm.de).

Im Rahmen der zentralen Absolventenfeier der Hochschule Aalen wurde am 14. November 2015 wieder eine Auszeichnung für hervorragende Abschlussarbeiten vergeben. Hierbei wurde unser Mitarbeiter Herr Hausladen für seine Masterthesis im Bereich der lasergestützten Katarakttherapie mit dem Hochschulpreis der Stiftung "Technik und Medizin" ausgezeichnet. Der mit 800 Euro dotierte Preis wird jährlich an Arbeiten vergeben, welche sich durch vielfältige Innovationen hervorheben und von hohem praktischen Nutzen für die Bereiche Technik und Medizin sind.

Anlässlich des internationalen Jahr des Lichts 2015 beteiligt sich das ILM am Advanced Summer Science Camp im Rahmen der Ulmer 3-Generationen-Uni (u3gu).

Drei Gruppen von Kindern, in Begleitung von Senioren, werden am 3. und 4. August am ILM das Phänomen Fluoreszenz in Theorie und Experimenten kennen lernen. Als Krönung werden Untersuchungen am Laser Scanning Mikroskop durchgeführt, wo lebende Zellen mit Hilfe von Fluoreszenz bis in ihre innere Struktur durchleuchtet werden.

Der Staatssekretär im Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg Peter Hofelich hat am 15. Mai 2015 zusammen mit Regierungsdirektor Georg Haag vom Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg persönlich den Förderbescheid über eine Grundfinanzierung in Höhe von etwas mehr als 1,5 Millionen Euro an die stellvertretenden Institutsdirektoren Dr. Karl Stock und Prof. Dr. Alwin Kienle und den Verwaltungsleiter Wolfgang Strauß übergeben. Staatssekretär Hofelich und Regierungsdirektor Haag nutzten die Gelegenheit, sich über die aktuellen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des ILM informieren zu lassen.

Das  ILM - Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik stellt dieses Jahr den 3D-Topografie-Inspektor zum ersten Mal auf der Optatec vor. Der 3D-Inspektor ist besonders für die Bauteil-, Platinen und Werkzeugprüfung, Schichtdickenvermessung und für Reverse Engineering geeignet. Er erfasst problemlos enge Hohlräume und Hinterschneidungen. Alle gängigen Materialen und Oberflächenqualitäten können gescannt werden. Sie finden uns auf dem Messestand von POG, Halle 3, Stand C40 vom 20 .Mai -  22 .Mai 2014 in Frankfurt

Der Staatssekretär im Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg Ingo Rust hat am 16. April 2014 perönlich den Förderbescheid über eine Grundfinanzierung in Höhe von 1,491 Millionen Euro an den Institutsdirektor Prof. Dr. Raimund Hibst übergeben. Staaatssekretär Rust nutzte die Gelegenheit, um sich über die aktuellen Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des ILM zu informieren.

Das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik stellt dieses Jahr den 3D-Topografie-Inspektor auf der Control in Stuttgart vor. Der 3D-Inspektor ist besonders für die Bauteil-, Platinen und Werkzeugprüfung, Schichtdickenvermessung und für Reverse Engineering geeignet. Er erfasst problemlos enge Hohlräume und Hinterschneidungen. Alle gängigen Materialen und Oberflächenqualitäten können gescannt werden. Überzeugen sie sich auf unserem Stand 7220/5 vom 6.Mai - 9.Mai 2014 in Stuttgart.

Viele Substanzen weisen eine hohe Wirksamkeit gegen Krebszellen auf, können jedoch aufgrund unerwünschter Nebenwirkungen oder aufgrund fehlender Stabilität im Organismus nicht in der Tumortherapie eingesetzt werden. Die Verpackung solcher Substanzen in kleinste Nanoträger erlaubt theoretisch einen Schutz der Wirkstoffe gegen biochemische Einflüsse im Körper, sowie eine gezielte Adressierung des Wirkstoffes an den Tumor.

In einer Pilotstudie konnten Wissenschaftler des ILM und der Universität Ulm (Institut für anorganische Chemie II, Institut für Naturheilkunde und klinische Pharmakologie) in internationaler Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Turku (Finnland) nun zeigen, dass Therapeutika-befüllte Nanoträger aus mesoporösem Siliziumoxid, deren Oberflächen mit Folsäure-Molekülen bestückt wurden, in Tumoren mit Folsäure-Rezeptormolekülen eine verstärkte Wirkung aufweisen. Tumore, denen der Folsäure-Rezeptor fehlt, wurden durch die mittels Folsäure adressierten Therapeutika hingegen deutlich weniger effizient im Wachstum gehindert. Die Wissenschaftler nutzten für ihre Studien Transplantate humaner Brustkrebs- und Prostatakrebs-Zelllinien auf der Chorioallantoismembran des befruchteten Hühnereis (CAM-Modell), einem vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Tierversuchs-Ersatzmodell, das jedoch im Vergleich zum üblicherweise genutzten Mausmodell für diesen Zweck eine vielversprechende Alternative mit weitgehend äquivalenter Aussagekraft darstellt. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass neben der passiven Anreicherung (sog. Enhanced Permeability and Retention [EPR]-Effekt), die für Nanoträger bestimmter Größe aufgrund der besonderen physiologischen Gegebenheiten im Tumor stattfindet, auch eine spezifische Nanoträger-Tumorzell-Interaktion (sog. sekundäres Targeting) relevant für den therapeutischen Erfolg ist.

Die gegenwärtig raschen Fortschritte in Tumorgenomik und Nanotechnologie könnten in Zukunft eine systematische Herstellung maßgeschneiderter Nanoträger für eine individualisierte Krebstherapie ermöglichen, wenn gleichzeitig leistungsfähige Hochdurchsatz-Analyseverfahren für eine Optimierung ihrer Spezifität und Funktionalität entwickelt werden. Die Autoren sind zuversichtlich, dass das in der vorliegenden Studie verwendete CAM-Modell ein essentieller Baustein einer solchen Evaluierungskette sein kann. In zukünftigen Arbeiten sollen komplexere Bibliotheken von Nanoträgern unter Verwendung von Tumorzelllinien mit regulierbarer Expression tumorspezifischer Rezeptoren in vitro vorselektiert und anschließend im CAM-Modell evaluiert werden. Neben einer gezielten Optimierung der Nanoträger, die dann mit individuell wirksamen Therapeutika befüllt werden können, erhoffen sich die Partner durch die Verwendung weitgehend standardisierter Testsysteme zusätzlich eine signifikante Reduktion der Tierexperimente, die im Vorfeld klinischer Studien erforderlich sind.

Die Ergebnisse der Gemeinschaftsstudie wurden in der Fachzeitschrift Nanomedicine (London) veröffentlicht (http://dx.doi.org/10.2217/nnm.13.62).

Zur Control 2013 stellt das Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik sein neuentwickeltes, berührungsloses Topographieerfassungssystem „SUNO 3D“ vor. Das SUNO 3D basiert auf der chromatisch kodierten konfokalen Abstandsmessung, die eine zerstörungsfreie 100%-Konturprüfung von Bauteilem ermöglicht. Bei diesem neuartigen multifokalen Messsystem wird die Oberfläche des Prüflings an über 1000 Messpunkten simultan ohne Scanning innerhalb weniger Millisekunden vermessen. Daraus ergibt sich der Vorteil einer in sich verzerrungsfreien 3D Punktewolke mit bester Tiefenauflösung. Eine Steigerung der lateralen Auflösung kann durch wiederholte Messungen aus unterschiedlichen Ansichten auf die Probe errreicht werden. Die konfokale Basistechnologie ermöglicht, die Topographie fast aller Oberflächen und Materialien (reflektierend bis volumenstreuend) und ohne zusätzliche Hilfsmittel (z. B. Coatings) zu erfassen.

Dieses Messsystem erlaubt ebenso die Vermessungen enger Hohlräume mit einem Aspektverhältnis von bis zu 1/10, da Detektions- und Anregungsstrahlengang identisch sind. Es zeichnet durch seine robuste Technik und einfache Bedienung aus. Das Messsystem schließt somit in punkto Messgenauigkeit (10µm) und Messgeschwindigkeit (ca. 30mm²/s) die Lücke zwischen Portalmessmaschinen und 3D-Flächenscan-Systemen und bietet gleichzeitig ein sehr flexibles Anwendungsgebiet.

Das Einsatzgebiet dieses Messsystems umfasst zahlreiche Branchen. Es kann sowohl in der Bauteil- und Werkzeugprüfung, Wareneingangskontrolle, zur Qualitätssicherung oder im Bereich Reverse Engineering eingesetzt werden.

Im Rahmen von Entwicklungs- und Forschungsprojekten bieten wir auch individuell angepasste Lösungen an. Darüber können Sie sich gerne in einem persönlichen Gespräch mit uns informieren.

Institut für Lasertechnologien
in der Medizin und Meßtechnik
Dr. Karl Stock
Helmholtzstraße 12
D-89081 Ulm
Tel. +49 (0) 731 / 1429-220
Fax +49 (0) 731 / 1429-442

Vom 03. - 05. Dezember 2012 fand in Dresden das 4. Dresdner Medizintechnik-Symposium statt.
Dort stellte die Medizintechnikstudentin Maria Kratzmann, die am ILM ihre Bachelorarbeit schreibt, ihr Poster „Aufbau einer Bearbeitungsstation zur Bestrahlung von Dentalkeramiken mit verschiedenen Er:YAG-Lasersystemen“ vor. Bei der Auszeichnung der 3 Besten unter 34 Postern belegte Frau Kratzmann den 2. Platz.

Herzlichen Glückwunsch dazu!

Weitere Informationen zum Dresdner Medizintechnik-Symposium finden Sie hier...

Auf der Fachmesse CONTROL, der Internationalen Leitmesse für Qualitätssicherung, auf der Landesmesse Stuttgart vom 8. Mai bis 11 Mai war das ILM gleich mit zwei Entwicklungen vertreten. Zum einen wurde das photothermische Messgerät FORAtherm zur berührungslosen Randzonendiagnostik vorgeführt. Zum anderen hatte unser neues System zur manuell geführten, berührungslosen 3D-Topologievermessung seine Premiere.

Falls Sie keine Gelegenheit hatten, uns auf der Messe zu besuchen, können Sie hier unsere Flyer herunterladen. Oder rufen Sie uns einfach an:

Photothermik: Herr Dr. Peter Mayr: (0731) 1429-226

3D-Topologie: Herr Micheal Zint (0731) 1429- 225; Herr Dr. Karl Stock: (0731) 1429-220

Mailkontakt: Dr. Mayr , Hr. Zint, Dr. Stock

Auf der Fachmesse CONTROL, der Internationalen Leitmesse für Qualitätssicherung, auf der Landesmesse Stuttgart vom 8. Mai bis 11 Mai ist das ILM gleich mit zwei Entwicklungen vertreten.

Unsere Mitarbeiter würden sich freuen, Sie zur Premiere unseres neu entwickelten Geräts zur berührungslosen 3D-Topologievermessung zu begrüßen. Sie finden uns auf einem Gemeinschaftsstand mit der cubert GmbH, einer ILM-Ausgründung, in Halle 7 auf dem Stand 7220/5.

Eine zweite Gruppe stellt in  Halle 1, Stand 1322 gemeinsam mit der edevis GmbH, Stuttgart das Gerät FORAtherm, ein photothermisches Messsystem zur Randzonendiagnostik, vor.

Schauen Sie bei uns vorbei. Unsere Mitarbeiter informieren Sie gerne.

Wissenschaftler des ILM konnten in Kooperation mit Kollegen des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg und des Universitätsklinikums Ulm eine überraschende Entdeckung machen: Die Serinprotease Hepsin, immerhin in rund 90% aller Tumoren der Prostata verstärkt aktiv, reguliert das Schicksal der Tumorzelle in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Mikroumgebung.

Hepsin ist ein membranintegrales Protein, dessen extrazellulärer Teil andere Eiweiße in der Umgebung der Zelle spalten kann. Seit langem wird vermutet, dass Hepsin durch die Zersetzung der Basalmembran wesentlich zum Metastasierungsprozess beim Prostatakarzinom beiträgt. Umso mehr erstaunten vor einigen Jahren Studienergebnisse, die besagten, dass die gentechnisch vermittelte Aktivierung von Hepsin in Zelllinien unterschiedlicher Tumorarten zu einer Reduktion der Vitalität in den Tumorzellen führte. Dieser Widerspruch wurde als „Hepsin-Paradox“ bezeichnet und ist ursächlich bisher nicht geklärt. 

Die neuen Ergebnisse von ILM, DKFZ und Uniklinikum Ulm deuten darauf hin, dass die Vitalität Hepsin-positiver Tumorzellen ganz wesentlich durch extrazelluläre Signale bestimmt wird. Dies konnte durch die Verwendung einer gentechnisch veränderten „schaltbaren“ Zelllinie des Prostatakarzinoms erforscht werden, in der die Aktivität des Hepsin-Gens durch Zugabe eines Antibiotikums gesteuert wurde. Die Proteinkinase AKT, ein Schlüsselmolekül der Signalleitung in Krebszellen, das insbesondere in der Therapieresistenz von Tumoren eine Rolle spielt, wurde durch das Anschalten des Hepsin-Gens deutlich in seiner Aktivität reduziert, wenn diese Zellen in tumortypischer Mikroumgebung, d.h. auf einer von Tumorzellen sezernierten extrazellulären Matrix wuchsen. Sobald die Zellen in einer von normalen Prostatazellen konditionierten Umgebung kultiviert wurden, blieb die AKT-Aktivität nach Aktivierung des Hepsin-Gens weitgehend konstant. Am ILM wird nun weiterführend untersucht, ob dieser Zusammenhang therapeutisch adressierbar ist – beispielsweise durch eine gezielte Modulation der Mikroumgebung in Hepsin-positiven Prostatatumoren. 

Die Ergebnisse der Gemeinschaftsstudie mit dem DKFZ und dem Universitätsklinikum Ulm werden in der Juli-Ausgabe der Fachzeitschrift Neoplasia veröffentlicht (http://www.neoplasia.com/pdf/manuscript/v13i07/neo11294.pdf).

Im Rahmen der 18. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin wurde der Pater-Leander-Fischer-Preis an Robert Kammerer verliehen. Robert Kammerer erhielt den Preis für seine Arbeit mit dem Titel "The molecular basis of prostate cancer cell escape from protoporphyrin IX-based photodynamic therapy".
Der Preis ist mit 1.000 € dotiert.

Der Pater-Leander-Fischer-Preis der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin ist benannt nach Pater Leander Fischer, der als Benediktinerpater am Schottengymnasium in Wien Mathematik und Physik unterrichtete und als Physiker am Ludwig-Boltzmann-Institut für Laserchirurgie in Wien tätig war. Mit Professor Karl Dinstl, dem Leiter des Boltzmann-Instituts und früheren Präsidenten der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin, hat er erheblich dazu beigetragen, dem Einsatz des Lasers in der Medizin zum Durchbruch zu verhelfen.

The ILM celebrates its 25^th anniversary this year. This jubilee together with changes in the Organisation of the World of Photonics trade fair and the objective of the DGLM e.V. to promote closer contact between scientists, physicians and industry led to the decision to change the location of the annual DGLM meeting to Ulm. The spacial and temporal closeness to the World of Photonics Congress have been chosen to enable all of you to participate in both conferences.

The DGLM conference will focus on the application of lasers and optical techniques in medical therapy and diagnosis, including a special exhibition on medical systems. State of the art introductions given by renowned experts make the sessions interesting not only for researchers and experienced users of optical technologies, but also for those who want to get a high level overview.

The conference will be assessed with advanced training credit points (Fortbildungspunkte der Landesärztekammer Baden-Württemberg).