• Die Zukunft mitgestalten

    Die Hector Fellow Academy stößt innovative Forschungsprojekte in neuen wissenschaftlichen Fragestellungen an.

Symposium 2017

06. Juli 2017

Medizin 4.0. – Organische Elektronik in der modernen Medizin

Blinde sehen lassen, taube Körperteile wieder zum Leben erwecken, Schmerzen lindern – Im Einsatz neuer digitaler Technologien in der Medizin liegen großen Hoffnungen. Denn Medizin 4.0 hat nicht nur das Potenzial, Prozesse und Arbeitsweisen im Gesundheitswesen zu optimieren, sondern ermöglicht auch die frühzeitige Erkennung von Krankheiten und die Entwicklung innovativer Behandlungsmethoden.

Eine der technischen Grundlagen für die Digitalisierung im medizinischen Bereich liefert die Organische Elektronik. Sie beschäftigt sich mit der Entwicklung elektronischer Schaltkreise auf Basis organischer Verbindungen. Ihr Einsatz in der Medizin birgt die Chancen, die Heilung chronischer Krankheiten wie etwa Parkinson oder Epilepsie voranzubringen, verloren gegangene Sinnes- und Körperfunktionen wieder herzustellen und auf verschiedenste Weise die Lebensqualität gesundheitlich beeinträchtigter Menschen zu verbessern.

Das diesjährige Symposium der Hector Fellow Academy, deren Vision es ist, interdisziplinäre Spitzenforschung im MINT-Bereich zu fördern, nimmt dieses spannende Themenfeld in den Blick. In Vorträgen renommierter Experten werden die Organische Elektronik und ihre Anwendungsfelder aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet sowie ihre Rolle bei der Entwicklung zukunftsweisender Technologien auf dem Weg zur Medizin 4.0 diskutiert.

Die Veranstaltung findet in Kooperation mit der Technischen Universität Dresden am 6. Juli 2017 im Deutschen Hygiene-Museum Dresden statt. Das Programm wird simultan ins Englische übersetzt.

 

Programmübersicht

ModerationProf. Dr. Eberhart Zrenner – Hector Fellow, Seniorprofessor am Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN)
GrußworteProf. Dr. Hans Müller-Steinhagen – Rektor der Technischen Universität Dresden

Dr. Eva-Maria Stange – Sächsische Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst

Vorträge

Organische Elektronik: neue Anwendungen
Prof. Dr. Karl Leo – Hector Fellow, Leiter des Instituts für Angewandte Photophysik (IAPP) an der Technischen Universität Dresden

Schnittstellenkopplung mit dem Gehirn mittels organischer Elektronik
Prof. Dr. George Malliaras – Leiter des Bereichs Bioelektronik (BEL) an der Ecole des Mines de Saint-Étienne, Frankreich

Polymer-basierte Schnittstellen zum Nervensystem
Prof. Dr. Thomas Stieglitz – Professor für Biomedizinische Mikrotechnik an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Schlusswort  Dr.-Ing. Judith Elsner – Geschäftsführerin der Hector Fellow Academy

 

Vorträge

Organische Elektronik: neue Anwendungen (Prof. Dr. Karl Leo)

Die organische Elektronik hat in letzter Zeit einen stürmischen Aufschwung genommen, da sie völlig neue Anwendungen ermöglicht: Organische Bauelemente können auf flexiblen Substraten durch kostengünstige Verfahren wie Drucken aufgebracht werden und können vielfältige Funktionen wie Lichtemission, Energieerzeugung, Sensorik, Logik u.a. erfüllen. Damit wird eine neue, „sanfte“ Elektronik möglich, die insbesondere auch in der Medizin neue Anwendungen ermöglicht. In diesem Vortrag sollen die Grundlagen dieser Elektronik erläutert und einige mögliche Anwendungen dargestellt werden.

Schnittstellenkopplung mit dem Gehirn mittels organischer Elektronik (Prof. Dr. George Malliaras)

Eine der wichtigsten wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen unserer Zeit ist die Schnittstellenverbindung zwischen Elektronik einerseits und dem menschlichen Gehirn andererseits. Man verspricht sich davon ein besseres Verständnis einiger der Funktionsweisen des Gehirns und damit bessere Werkzeuge zur Diagnose und Behandlung zahlreicher Krankheitsbilder einschließlich Epilepsie und Parkinson. Der Bereich der organischen Elektronik hat Materialien mit einer einmaligen Kombination attraktiver Eigenschaften verfügbar gemacht. Zu diesen Eigenschaften gehören mechanische Flexibilität, gemischte Ionen-/Elektronenleitung, erhöhte Biokompatibilität und die Fähigkeit der Wirkstoffabgabe. In diesem Vortrag werden beispielhaft auf Organik basierende Vorrichtungen für das Aufzeichnen und Stimulieren von Hirnaktivitäten präsentiert. Dadurch werden die Zusammenhänge zwischen Materialeigenschaften und Leistung der Vorrichtungen aufgezeigt. Es wird gezeigt, dass organisch-elektronische Materialien beispiellose Möglichkeiten bieten um Geräte zu entwickeln, die unser Verständnis der Physiologie und Pathologie des Gehirns verbessern und dass sie verwendet werden können, um neue Therapien anzuwenden. 

Polymer-basierte Schnittstellen zum Nervensystem (Prof. Dr. Thomas Stieglitz)

Wenn Technik auf Nerven trifft, reichen die Assoziationen von Ängsten vor Maschinenmenschen bis hin zur Hoffnung auf Heilung chronischer Erkrankungen und Wiederherstellung verloren gegangener Gliedmaßen und Sinnesfunktionen. Technische Systeme aus Polymeren stellen bereits heute in vielen Fällen den Kontakt zum Nervensystem her, um in elektrisch aktiven Implantaten Nerven zu stimulieren oder Nervensignale aufzunehmen. Cochlear-Implantate stellen beispielsweise das Hörvermögen wieder her und Rückenmarkstimulatoren unterdrücken chronische Schmerzen. Im Bereich der Forschung werden noch vielzählige Möglichkeiten untersucht, Signale aus dem Gehirn zur Steuerung von Hilfsmitteln einzusetzen, gelähmte Gliedmaßen anzusteuern und das Fühlen von Greifprothesen in die Nerven zurück zu schreiben. Ist alles Denkbare auch möglich oder gibt es neben ethischen und gesellschaftlichen Grenzen auch noch im 21. Jahrhundert grundlegende technische Hürden, die Naturwissenschaftler, Ingenieure und Mediziner herausfordern? Der Vortrag gibt einen Überblick über Anwendungen neurotechnischer Implantate und wird diskutieren, welche Möglichkeiten und Limitationen es bei der Entwicklung und Anwendung von Schnittstellen zum Nervensystem gibt. Polymere können helfen, Nerven und Technik passgenau aneinander zu bringen, doch sind viele Herausforderungen zu beachten, um für Jahre und Jahrzehnte Biologie und Technik stabil miteinander wechselwirken zu lassen.