Rund 4,8 Millionen Euro Investitionskosten / zusätzlicher Hörsaal integriert Staatssekretärin im Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK), Dr. Sabine Johannsen, hat das neue Forschungsgebäude für angewandte Plasma- und Lasermedizintechnik der HAWK an den Göttinger Zietenterrassen offiziell eröffnet.
Die Gesamtkosten belaufen sich auf rund 4,8 Millionen Euro. Davon entfallen rund 4,3 Millionen Euro auf die Baukosten und rund 0,5 Millionen Euro auf Forschungsgroßgeräte. Hinzu kommen weitere Forschungsgroßgeräte mit einer Fördersumme von mehr als zwei Millionen Euro. Die Kosten verteilen sich anteilsmäßig auf EU-Mittel, Landesmittel und Eigenmittel der Hochschule. Der rund 1000 Quadratmeter große Bau besitzt eine Nutzfläche von rund 760 Quadratmetern.
In dem Gebäude findet angewandte Forschung im intradisziplinären Bereich der Medizintechnik, mit der Atmosphärendruck-Plasma- sowie der Lasertechnologie als Innovationstreiber statt. Die Schwerpunkte liegen dabei auf den vier Bereichen Plasmamedizintechnik, Lasermedizintechnik, funktionale biokompatible Beschichtungen und Hygiene.
„Diese neue Forschungsinfrastruktur ergänzt am HAWK-Standort Göttingen strategisch eine Reihe von auf die Medizintechnik ausgerichtete wissenschaftliche, akademische und infrastrukturelle Maßnahmen, wie zum Beispiel den bundesweit einmaligen Gesundheitscampus Göttingen als Kooperation der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und der HAWK“, betonte HAWK-Präsident Dr. Marc Hudy und dankte Staatssekretärin Johannsen für die Unterstützung des Landes auch in diesem innovativen Forschungs- und Entwicklungssektor, in dem die HAWK regional, national und auch international hervorragende Ergebnisse vorweisen könne. „Aber insbesondere die Region Südniedersachsen profitiert – nicht nur von den technischen Entwicklungen, sondern auch von den Fachkräften, die die HAWK mit ihren innovativen Studiengängen hervorbringt“, sagte Präsident Hudy.
Das Forschungsgebäude ist in das vom Bund für acht Jahre mit rund 13 Millionen Euro geförderte Projekt „Plasma for Life“ integriert, das HAWK-Vizepräsident für Forschung und Transfer, Prof. Dr. Wolfgang Viöl, leitet. „Mit dem Forschungsbau haben wir jetzt den Ort für eine erfolgreiche Forschung und Entwicklung im Bereich der angewandten Plasma- und Lasermedizintechnik“, sagte Vizepräsident Viöl. Dabei sei die Partnerschaft „Plasma for Life“ sowohl die strategische Keimzelle als auch die Schnittstelle zwischen der stark wachsenden Zahl an Partnerunternehmen aus dem Vor- und Zuliefererbereich der Gesundheitswirtschaft und der HAWK-Fakultät Ingenieurwissenschaften und Gesundheit.
Prof. Dr. Andrea Koch, Dekanin der Fakultät Ingenieurwissenschaften und Gesundheit, stellte die Fakultät und das innovative Studienangebot vor. Die Eröffnungsveranstaltung fand im neuen Hörsaal am Forschungsgebäude statt.
Förderung: EU EFRE
Geförderte Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich Plasma- und Lasermedizintechnik
Beispiele:
Neuartige Therapieverfahren
(NaTev)
Mit diesen Forschungs- und Entwicklungs-Aktivitäten sollen die Grundlagen für drei plasmabasierte Produktinnovationen sowie neue plasmaunterstützte Therapiepotentiale in der Physiotherapie erforscht werden. Die Zweckbestimmungen der avisierten Produkte umfassen die antiseptische Versorgung von Hautdurchtrittsstellen (z.B. Ports, Katheter), den gesteigerten Wirkstofftransfer in die (Gesichts-)Haut sowie die chemie-freie Behandlung von Kopflausbefall (Pediculosis).
Förderung: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
Erarbeitung einer DIN-Norm zur Testung der Wirksamkeit und Sicherheit von Atmosphärendruck-Plasmaquellen für medizinische Anwendungen (DINPlas)
Das Gesamtziel des Projektes ist die Initiierung eines Normungsprozesses zur Testung der Wirksamkeit und Sicherheit von kalten Atmosphärendruckplasmaquellen für medizinische Anwendungen basierend auf einheitlichen und anwendungsrelevanten Testverfahren. Ziel dieses Projektes ist die Realisierung einer nationalen Standardisierung. Förderung: BMBF
Innovationsverbund zur Prävention aerogener Infektionen (PraeInfekt)
Wie unterschiedliche Filter und Raumluftkonzepte wirken, untersucht der Innovationsverbund von Wissenschaftler*innen der HAWK, der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS). Um Krankheitserreger aus der Raumluft zu entfernen, ist Lüften das Mittel der ersten Wahl. Doch besonders im Winter können viele Räume nicht effektiv gelüftet werden. In diesen Fällen könnten technische Mittel zur Luftreinigung helfen, Ansteckungen zu verhindern. Im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie werden bereits an vielen Stellen unterschiedliche Raumluftfilter genutzt. Doch das Betreiben einer Luftfilteranlage, zum Beispiel in einem voll besetzten Klassenraum, kann allein nicht unbedingt Infektionen verhindern. Unterschiedliche Filterkombinationen, zusätzliche Ventilatoren, Frischluftzufuhr und die Wartung der Anlagen können die Wirkung beeinflussen. HAWK, UMG und MPIDS haben sich im Innovationsverbund zur Prävention aerogener Infektionen (PraeInfekt) zusammengeschlossen, um auf Grundlage dieser Faktoren konkrete Empfehlungen für Raumluftkonzepte zu erarbeiten. In drei Teilprojekten werden Filtertechnologien, Aerosoldynamik und Keimbelastungen in einem gemeinsamen Modellraum untersucht.
Förderung: EU EFRE
Physikalische Verfahren zur personalisierten Wirkstoffgabe und -freisetzung in der Ophthalmologie (PhyWO)
Mit dem Brigham and Women’s Hospital/Harvard Medical School werden Therapien zur Umprogrammierung von fehlgeleiteten Makrophagen, die das Krankheitsgeschehen bei Krebs und der Altersmakuladegeneration (AMD) negativ beeinflussen. Im Rahmen des BMBF-Projektes werden Verfahren für die personalisierte Gabe und Freisetzung von Medikamenten in der Retina sowie Behandlungsoptionen für die AMD erforscht. Das Projekt besitzt eine hohe wissenschaftliche Strahlkraft und exzellente Möglichkeit zur Industrialisierung mit Medizintechnikfirmen.
Förderung: BMBF
Femtosecond Laser-induced Crosslinking based Functional Genomics (FLIX-Genomics)
Die Regulation von Genen ist ein zentraler Lebensprozess, der durch Transkriptionsfaktor-DNA-Wechselwirkungen gesteuert wird. Gene können nach einem internen oder externen Stimulus, z.B. Medikamentengabe, hoch oder runter reguliert werden. Das Verständnis dieser komplexen Vorgänge ist von großer Bedeutung für die Life Science‘s und die Medizin. FLIX-GENOMICS erlaubt es, einzelne Gene und deren Regulation im Detail bis auf atomares Level zu untersuchen sowie alle von einem Transkripptionsfaktor gebundene Genesequenzen im Hochdurchsatz zu analysieren. In Kooperation mit dem Center of Genomic Research/Barcelona, Harvard Medical School und Novo Nordisk Foundation Center/Kopenhagen wird das Verfahren entwickelt.
Förderung: Niedersächsischen Vorab der Volkswagenstiftung
Photoakustisch-induzierte Gefäßpermeabilität zur lokalisierten, nicht-invasiven Medikamentenabgabe in der Retina (PhotoPerM)
Die Blut-Retina-Barriere reguliert den Austausch zwischen dem Blut und den Neuronen der Netzhaut. Es verhindert eine wahllose Diffusion von Substanzen zwischen dem zirkulierenden Blut und der Netzhaut und ist ein hoch wirksamer Schutzschild für die Retina. Die BRB verhindert aber auch, dass hochwirksame existierende Medikamente und moderne Therapien, wie Gentherapeutika oder Nanopartikel, nach systemischer Gabe effizient in die Netzhaut gelangen Im Rahmen des Projektes soll ein photoakustisches Verfahren zur temporären, nicht-invasiven Änderung der Permeabilität der BRB zur präzisen, in Echtzeit-kontrollierbaren Gabe von Medikamenten in erkrankte Regionen der Retina erforscht werden.
Förderung: BMBF
Femtosekunden-Laser-basierte Quervernetzung von kornealen Kollagenfasern (FemtoKoll)
Im Rahmen des Projekts wird ein neues Femtosekundenlaser-Verfahren zur Prävention und Behandlung der Kurzsichtigkeit entwickelt. Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen der HAWK, der UMG und dem Institut für Angewandte Physik in Jena.
Förderung BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
µCT-geführtes und Femtosekundenlaser-basiertes Schneiden von Knochenproben zur präzisen Detektion von pathologischen Veränderungen (CT-LASER-BONE)
Die Analyse von Knochenproben stellt Pathologen vor große Herausforderungen, da pathologische Veränderungen weder ertastbar noch visuell erkennbar sind. Das Risiko, pathologische Regionen dabei zu „übersehen“ ist hoch. Zudem stellen die Härte des Knochenmaterials und die für die Bearbeitung notwendigen Kräfte ein weiteres Problem dar. Das Schneiden von Gewebe mittels Femtosekundenlaser erlaubt ein präzises, kontaktfreies Schneiden von harten und weichen Geweben ohne Artefakte wie Kompressionen oder Risse. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines μCT-geführten (Mikro/Nano Computertomographie) und Femtosekundenlaser-basierten Verfahrens zum Schneiden von Knochenproben zur präzisen Detektion von pathologischen Veränderungen.
Förderung: BMBF
Plasma Hair Care (PlasHaCa)
Das Vorhaben zielt darauf ab, das Haarausfallrisiko genetisch prädisponierter Personengruppen zu verringern und Betroffenen mit bereits akutem Haarausfall einen Therapieansatz zur Verfügung zu stellen. Dazu soll ein bereits vorhandener und schutzrechtlich abgesicherter technischer Lösungsansatz (Labormuster) weiterentwickelt werden. Dieser ist konzeptionell stark an etablierten und gesellschaftlich akzeptierten Lösungen zur Haarpflege (Bürste) ausgerichtet, bietet aber durch den Einsatz von Plasmatechnologie die zusätzliche Funktionalität, die Durchblutung der Kopfhaut lokal zu steigern und dadurch einer der multifaktoriellen Ursachen des Haarausfalls entgegenzuwirken. Förderung: BMWK
Plasmaluftreinigung im Schweinestall zur Reduzierung des Ammoniakgehalts und gleichzeitiger Verbesserung des Tierwohls (PlaLuST)
Die Verwendung innovativer Plasmatechnologie zur Reduzierung des Ammoniakgehalts in Schweineställen und einer damit einhergehenden Verbesserung des Tierwohls sowie eine mögliche Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes bildet den Schwerpunkt des skizzierten Projekts. Durch Zusammenarbeit von Partnern aus dem öffentlichen und privaten Sektor im Rahmen einer OG deckt das Projekt den geforderten Ruf des EIP nach landwirtschaftlichen Innovationsgeschehen in vollem Umfang ab und liefert einen relevanten Baustein für einen Stall der Zukunft. Förderung: EU EIP Agri (Europäische Innovationspartnerschaft Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft)
Einsatz von plasmaaktiviertem Wasser gegen Klaueninfektion beim Rind (PlaWaKiRi)
Um eine schonende Behandlungsmöglichkeit für Klaueninfektionen bei Rindern zu entwickeln, kooperieren die HAWK, die Tierärztliche Hochschule Hannover und der Landwirtschaftliche Betrieb BG Borchardt GBR aus Westerode in einem innovativen Verbundprojekt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer alternativen, ressourcenschonenden und antibiotikafreien Therapie gegen die Klaueninfektion durch den Einsatz von plasmaaktiviertem Wasser. Förderung: EU EIP Agri (Europäische Innovationspartnerschaft Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft)
Innovative Zitzen- und Melkzeugdesinfektion mit Plasma (Plasmadip)
Ziel des Projektvorhabens ist die Entwicklung und praktische Erprobung einer neuartigen Zitzen- und Melkzeugdesinfektionstechnik auf der Basis von technischen Plasmen. Die Entwicklung einer solchen Technik dient der Prävention von Euterentzündungen sowie der Prävention von Irritationen und Schädigungen der Zitzenhaut der Milchkühe durch chemische Desinfektionsmittel. Zudem trägt eine solche Technik zur Ressourcenschonung sowie zur Vermeidung chemischer Rückstände im Lebensmittel Milch bei und stellt eine Arbeitserleichterung für die Landwirte dar. Damit dient das Projekt der Weiterentwicklung wettbewerbsfähiger ressourcenschonender und tierartgerechter Produktionssysteme in der konventionellen und ökologischen Tierhaltung. Das Projekt liefert dabei einen Beitrag im Bereich der Ressourcenschonung und der Verbesserung der Tiergesundheit und des Tierwohls. Förderung: EU EIP Agri (Europäische Innovationspartnerschaft Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft)
Deals- Dekontamination mit alternativen Methoden als Hürdenkonzept an Schlachttierkörpern und Teilstücken von Schwein, Broiler und Pute (Deals)
Im Projekt „Deals- Dekontamination mit alternativen Methoden als Hürdenkonzept an Schlachttierkörpern und Teilstücken von Schwein, Broiler und Pute“ sollen verschiedene Ansätze zur Dekontamination der Schlachtkörperoberflächen und der Fleischteilstücke angewendet werden. Hierdurch kann die Ressourcenschonung im Bereich der Tierproduktion - konkret der Wertschöpfungskette Fleisch - durch die Vermeidung und Verringerung der infolge von beispielsweise fäkaler Kontaminationen zu verwerfenden Schlachttierkörpern und/oder Teilstücken verbessert werden. Förderung: EU EIP Agri (Europäische Innovationspartnerschaft Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft)
Umwelteinflüsse
Nicht erst durch ein gesteigertes Umweltbewusstsein sind Papier und Pappe als vollständig recyclingfähige und biologisch abbaubare Materialien dem Einsatz von Kunststoffen als Verpackungsmaterial vorzuziehen. Oftmals stehen einer verstärkten Nutzung dieser Materialien jedoch charakteristische Stoffeigenschaften entgegen. So sind zum einen die Papierfasern selbst empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und zum anderen ist Papier als Fasermaterial diffusionsoffen. Zudem neigt nach Stand der Technik mit Kunststofffolien beschichtetes Papier beim Aufrollen zum Verkleben (Clogging), was in der Weiterverarbeitung zu Problemen führt. Plasmabasierte Forschungsansätze zur Oberflächenfunktionalisierung zielen einerseits darauf ab, das Substrat durch Beschichtungen gegenüber äußeren (Umwelt-)Einflüssen zu stabilisieren und dadurch eine verbesserte Verpackungsfunktionalität zu erreichen. Förderung: BMBF
Zusätzlich geförderte Forschungsgroßgeräte
Göttinger Entwicklungslabor für Kaltplasma und Oberflächennanotechnik (GEKO)
Durch Investitionsmittel für das Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Göttinger Entwicklungslabor für Kaltplasma und Oberflächennanotechnik“ (GEKO) wird der Arbeitsbereich der Plasma-Partikeltechnik an der HAWK erweitert. So werden Anlagen und Verfahren zur Partikelerzeugung, für die Modifikation von Partikeloberflächen mittels Plasma-PVD sowie zur Schichterzeugung auf dem Wege des neuartigen Kalt-Plasmaspritzens entwickelt und etabliert. Durch dieses Beschichtungsverfahren können auch medizinisch wirkende Partikel modifiziert werden. Mit Hilfe der Plasmaporation gelingt es, eine gezielte Medikamentengabe über die Haut temporär für Partikel bestimmter Größe zu ermöglichen. Förderung: EU EFRE
Prüflabor für Raumluftreinigung in Göttingen (PRaG)
Im neuen Forschungsbau entsteht ein Prüflabor für Raumluftreinigung (PRaG). Das Ziel des Vorhabens ist der Aufbau und die Etablierung eines Prüflabors zur messtechnischen Charakterisierung der Filterwirkung von Raumluftreinigern. Es werden in Anlehnung an internationale Standards Geräte- und Messtechniken angeschafft, Messkammern aufgebaut, Messplätze eingerichtet und Methoden etabliert werden. Die dadurch generierbaren Daten bilden sowohl die Grundlage zur wissenschaftlichen Aufklärung von Wirksamkeits- und Gefährdungspotentialen als auch zur technischen, vergleichenden Bewertung der Filterleistung, der Schallemission sowie der Energieeffizienz von Raumluftreinigern beim Abbau partikulärer und gasförmiger Verunreinigungen, wie zum Beispiel SARS-CoV-2, aus der Innenluft. Förderung: EU EFRE
NiHAO – Niederdruck Hochraten-Plasmabeschichtungs-Anlage für Oxide (NiHAO)
Das Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung einer Niederdruckplasma-Anlage, mit der die HAWK inline-fähige Prozesse zur Oberflächenfunktionalisierung von Bahnmaterialien (u.a. Papier, Textil, Kunststoffe, Metalle) erforschen kann, um über Wissens- und Technologietransfer zur grünen und stabilen Erholung der Wirtschaft von den Folgen der COVID-19-Krise beitragen zu können. Förderung: EU-React
MaPLe-L3AF Material-, Plasma- und Laserentwicklungs-Laboranlage für 3D-Additive Manufacturing-Forschung (MaPLe-L3AF)
Eines der wichtigsten Verfahren der generativen Fertigungsverfahren (3D-Druck) ist das „Selective Laser Melting“ (SLM) mit dem aus Metallpulvern industriell relevanten Bauteile generiert werden. Für diesen Prozess wird durch die HAWK bereits an verbesserten Ausgangsmaterialien geforscht, die ihre spezifischen Eigenschaften durch eine Plasmabehandlung gewinnen. Dabei werden einerseits Beschichtungen eingesetzt, um beispielsweise die Fließeigenschaften von Pulvern mit Partikelgrößen um 1µm zu verbessern, Agglomeratbildung zu vermindern und damit sowohl die erreichbare Strukturgröße zu verringern, als auch glattere Oberflächen zu erzeugen. Andereseits kann durch eine Plasmabehandlung ohne Schichtabscheidung ebenfalls die Partikeloberfläche modifiziert werden, indem etwa Oberflächenoxide entfernt werden. Darüber hinaus können Oxidkermiken, die häufig im Nahinfraroten bei der üblichen Laserwellenlänge von ca. 1 µm nicht absorbieren, durch eine Plasmabehandlung so reduziert werden, dass sie in diesem Spektralbereich absorbierend und damit dem Prozess zugänglich werden. Mit einer solchen Anlage lassen sich Medizinprodukte individuell für den Patienten mit hoher Präzision und Oberflächengüte herstellen. Förderung: DFG
