Greifswald, 16. April 2024

Eine neue Plasmadrucktechnologie des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP) ermöglicht die präzise Modifizierung von Oberflächen in extrem kleinem Maßstab. Die INP-Forscherin Dr. Laura Barillas-Mora erhält für die Weiterentwicklung der im System eingesetzten Plasmaquelle eine Innovationssprint genannte Förderung im Rahmen des Programms DATIpilot des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Das neue Plasmadruckverfahren ermöglicht die Beschichtung von Materialien wie Metall, Polymeren, Fasern und Papier mit hauchdünnen Schichten ab einer Strukturgröße von nur 40 Mikrometern, was etwa der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. Dabei lassen sich die Eigenschaften dieser Schichten exakt anpassen, beispielsweise in Bezug auf ihre Dicke oder chemische Zusammensetzung. Zusätzlich ermöglicht das neue Plasmadruckverfahren die Oberflächenaktivierung, Funktionalisierung, chemische Strukturierung, Feinreinigung und das Abtragen von Schichten. Dies eröffnet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, unter anderem in der Medizintechnik, bei Biochips, in der Elektronik, Materialentwicklung, Optik, Photonik und bei mikroelektromechanischen Systemen (MEMS).

Die am INP entwickelte Technologie bietet zahlreiche Vorteile. Durch das direkte Auftragen von Schichten ohne den Einsatz von Masken oder Vorlagen wird Zeit gespart und die Produktionsprozesse werden vereinfacht. Dies ist besonders in Bereichen wie der Mikrofabrikation, Biowissenschaft und gedruckten Elektronik von Bedeutung. Darüber hinaus ist die Technologie umweltfreundlicher, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Methoden deutlich weniger Energie und Material verbraucht.

Mit Fördermitteln zum industriellen Prototyp

"Unsere Plasmadrucktechnologie ermöglicht es, Oberflächen ohne Masken präzise zu bearbeiten. Dadurch können Unternehmen ihre Produktionsprozesse optimieren und gleichzeitig umweltfreundlicher arbeiten", erklärt Dr. Laura Barillas-Mora, Forscherin am INP. "Durch die Unterstützung des DATIpilot-Programms erhalten wir die Möglichkeit, die Kernkomponente unserer Technologie – die Mikroatmosphärendruck-Plasmaquelle, die bereits im Labor erfolgreich getestet wurde – weiterzuentwickeln und in einen industriellen Prototyp umzusetzen.“

Das am INP geförderte Projekt trägt den Namen „Mikro-APPS: Entwicklung und Transfer einer Mikro-Atmosphärendruck-Plasmaquelle“. Das BMBF stellt hierfür im Rahmen des DATIpilot-Programms eine Förderung namens "Innovationssprint" zur Verfügung. Mit einem Budget von 150.000 Euro und einer Laufzeit von 18 Monaten kann am INP jetzt der erste industrielle Prototyp gefertigt werden. Zusätzlich stehen weitere Tests und Validierungen der Plasmaquelle an. Laura Barillas-Mora, Projektleiterin am INP, erklärt: "Unser Fokus liegt jetzt auf der Entwicklung eines industrie-kompatiblen Designs, insbesondere im Bereich der Benutzeroberfläche, der elektronischen Steuerung und der notwenigen Zertifizierungen. Wir suchen auch nach Partnern aus der Industrie, um unsere Plasmaquelle und unser Plasmadrucksystem in industriellen Umgebungen zu testen und einzusetzen."

Für die Vermarktung der Technologie plant Laura Barillas-Mora im Anschluss eine Ausgründung aus dem INP. Unter dem Namen MicroQuasar Technologies soll das Plasmadruckverfahren zukünftig umweltfreundlichere Produktionsprozesse in einer Vielzahl von Bereichen ermöglichen und die Plasmaquelle über die Oberflächenbehandlung hinaus für andere Anwendungen nutzbar gemacht werden. 

Über DATIpilot

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) veröffentlichte im Juli 2023 die Förderrichtlinie DATIpilot mit zwei Modulen: Innovationssprints (Modul 1) und Innovationscommunities (Modul2). Der DATIpilot zielt darauf ab, Förderprozesse zu vereinfachen und zu beschleunigen. Zudem fungiert er als Experimentierraum sowie als Erfahrungs- und Ideenspeicher für die im Aufbau befindliche Deutsche Agentur für Transfer und Innovation (DATI).

Insgesamt werden 300 Innovationssprints gefördert. Bei der DATIpilot Roadshow zwischen November 2023 und Februar 2024 stellten knapp 600 Einzelakteure bzw. Teams ihre Ideen in fünfminütigen Pitches vor. Bei jeder der 23 Veranstaltungen wählten die Teilnehmenden selbst, welche Projekte eine Förderung bekommen sollen. Auf diesem Weg schafften es bereits 153 Innovationssprints in die Förderung. Für alle anderen gab es eine zweite Chance beim Losverfahren, wo weitere 147 Projekte gezogen wurden.

Die Projekte adressieren unterschiedlichste Themenfelder: Schwerpunkte liegen in den Bereichen KI/Maschinelles Lernen, Medizintechnik/Pharmazeutik und Gesundheits- und Sozialwesen. Bei etwa 20 Prozent der Projekte geht es um Soziale Innovationen.

Weitere Informationen
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardtinp-greifswaldde
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald // www.leibniz-inp.de

Greifswald/Jena/Berlin, 25. März 2024

In der Forschung, Entwicklung und Translation von Plasmatechnologien nimmt Deutschland eine weltweit führende Rolle ein. Mit dem Symposium "Plasmamedizin: Technologie und Anwendungen" hat der Forschungs-verbund "Leibniz Gesundheitstechnologien" (LGT) diese Zukunfts-technologie erneut in den Fokus gerückt.  Die Veranstaltung fand am 13. März 2024 im Karl-Storz-Besucher- und Schulungszentrum in Berlin statt und brachte führende Forscher sowie Vertreter von Industrieunternehmen zusammen. Diskutiert wurden dabei praktische Anwendungen von Kaltplasma, potenzielle Kooperationen zwischen Forschung und Industrie sowie Wege in die Zulassung und Kassenerstattung.

Organisiert von Leibniz Gesundheitstechnologien und Forschern des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie (INP), widmete sich das Leibniz-Symposium der medizinischen Anwendung von Kaltplasma-Technologien. Experten aus renommierten Institutionen und Unternehmen stellten Technologieentwicklungen, klinische Studien und auch Anwendungsbeispiele aus den Bereichen Wundheilung, Zahnmedizin und Krebstherapie vor.

Prof. Klaus-Dieter Weltmann und Prof. Thomas von Woedtke vom Leibniz-INP eröffneten die Veranstaltung mit einem Überblick über die rasante Entwicklung der Plasmamedizin in den letzten 15 Jahren und die aktuellen Anwendungsmöglichkeiten von kaltem Atmosphärendruckplasma in der medizinischen Praxis. Weitere Vorträge beleuchteten verschiedene Aspekte der Plasmamedizin, darunter die klinische Evidenz der wundheilungsfördernden Wirkung von Kaltplasma durch Dr. Lars Böckmann von der Universitätsmedizin Rostock und die Möglichkeiten und Perspektiven der Plasmaanwendung in der Krebsbehandlung durch Prof. Sander Bekeschus vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie und der Universitätsmedizin Rostock.

Plasmamedizin auf dem Weg in die Regelversorgung

Dr. Christian Eberhard von der Dentsply Sirona Deutschland GmbH präsentierte für eine Plasmaanwendung im Bereich der Zahnmedizin den Weg von Laborversuchen bis zur klinischen Prüfung an Patienten. Insbesondere ging er dabei auf die Herausforderungen bei der Dokumentation für eine Zulassung neuer Medizingeräte ein.

Prof. Hans-Robert Metelmann von der Universitätsmedizin Greifswald stellte schließlich noch eine derzeit in Vorbereitung befindliche Erprobungsstudie des G-BA (Gemeinsamer Bundesausschuss) vor. Diese Studie könnte nach Einschätzung der Experten den entscheidenden Durchbruch für die Plasmamedizin bedeuten, da sie den Weg für eine Erstattung durch die Krankenkassen ebnen und somit Kaltplasma als reguläre Therapieoption etablieren könnte.

Podiumsdiskussion führender Kaltplasma-Unternehmen als Höhepunkt

Die Podiumsdiskussion zum Thema "Der Plasmamedizin-Markt aus Firmensicht" bildete einen wichtigen Höhepunkt des Symposiums. Vertreter verschiedener Unternehmen, darunter Stefanie Ascher von der terraplasma medical GmbH, Dr. Benedikt Busse von der Cinogy System GmbH, Dr. Carsten Mahrenholz von der Cold¬plas¬ma¬tech GmbH und Ulrike Sailer von der neoplas med GmbH, brachten ihre Perspektiven auf den aktuellen Markt und zukünftige Entwicklungen ein. Die Sicht eines Klinikers brachte Prof. Dr. Steffen Emmert – Dermatologe von der Universitätsmedizin Rostock und Vorsitzender des Fachlichen Beirats von LGT – in die Diskussionsrunde ein.

Die Plasmamedizin habe aus Sicht der Fachleute im Podium bemerkenswerte Fortschritte in den letzten Jahren erzielt. Von Bedeutung sei dafür insbesondere eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie, die eine schnellere Translation in Medizinprodukte ermöglicht. Die Vielfalt der vorgestellten Anwendungen verdeutliche eindrucksvoll das enorme Potenzial. Die Diskussion auf dem Podium und mit dem Publikum lieferte wichtige Einblicke in die Herausforderungen und Chancen auf dem Markt der Plasmamedizin und bildete zudem den Abschluss des Symposiums.

Ulrike Sailer, CEO des LGT-Partners neoplas med: "Das Symposium bot eine ausgezeichnete Plattform, um wertvolle Kontakte zu revitalisieren, neu zu knüpfen und potenzielle Kooperationsmöglichkeiten zu erkunden. Ich bin zuversichtlich, dass diese neu geknüpften Verbindungen zu einer nachhaltigen Zusammenarbeit in der Zukunft führen können. Es war eine sehr gelungene Veranstaltung, die sicherlich dazu beitragen wird, die Entwicklung der Plasmamedizin weiter zu fördern."

Über Leibniz Gesundheitstechnologien

Leibniz Gesundheitstechnologien ist ein Forschungsverbund der Leibniz-Gemeinschaft. In diesem Verbund arbeiten 16 Leibniz-Institute gemeinsam mit Industriepartnern an konkreten Technologie-Lösungen für drängende medizinische Fragestellungen. Gemeinsam verfolgen sie das Ziel, die medizinische Versorgung von Patienten zu verbessern. Durch einen interdisziplinären Ansatz sollen Prävention, Diagnostik und Therapie zusammenwachsen und so die Lebensqualität erhöhen. Plasmamedizin ist eines von fünf interdisziplinären Kompetenzfeldern, welche die zentralen Forschungssäulen von Leibniz Gesundheitstechnologien bilden.

Der Leibniz-Forschungsverbund vereint Kompetenzen aus verschiedensten Wissenschaftsbereichen: Angefangen bei Photonik und Medizin über Mikroelektronik und Materialforschung bis hin zur Wirtschaftsforschung und angewandten Mathematik. So entstehen Gesundheitstechnologien, die mit Industrie, Kliniken, Versicherungen und Politik entlang einer lückenlosen Innovationskette zur Marktreife geführt werden. Parallel dazu erforscht Leibniz Gesundheitstechnologien die sozialen und ökonomischen Folgen der neuen medizinischen Technologien, um deren Nutzen für den Anwender zu optimieren und eine breite gesellschaftliche Akzeptanz für neue Technologien zu schaffen.

Weitere Informationen
Leibniz Gesundheitstechnologien
Christian Döring // Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 3641 948 391 // doeringleibniz-healthtechde
Philosophenweg 7 (ZAF) // 07743 Jena // www.leibniz-healthtech.de

Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardtinp-greifswaldde
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald // www.leibniz-inp.de

Greifswald, 20. Februar 2024

Das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald hat eine neuartige Methode zur Herstellung ultrahydrophober siliziumorganischer Polymerschichten entwickelt. Diese Schichten sind eine Alternative zu per- und polyfluorierten Verbindungen (PFAS), die derzeit noch in vielen Industrieanwendungen und -sparten verwendet werden.

PFAS-Verbindungen werden seit Jahrzehnten zur Veredelung einer Vielzahl von Produkten genutzt, darunter in der Medizintechnik, der Halbleiterindustrie und der Textilindustrie. Sie sind außerordentlich wasserabweisend und bieten daher eine Vielzahl von Vorteilen, zum Beispiel eine gute Antihaftwirkung und eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien. Allerdings können sich PFAS-Verbindungen aufgrund ihrer großen Stabilität in der Umwelt und in Lebewesen anreichern und werden auch als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet. Sie gelten daher als umwelt- und gesundheitsschädlich und sind in der EU bereits seit 2006 in einigen Anwendungen verboten.

Die Aufnahme aller per- und polyfluorierten Verbindungen in die weltweit gültige Verbotsliste der Stockholm-Konvention wird spätestens für 2025 erwartet. Dies stellt zukünftig eine enorme Herausforderung für High-Tech-Industriebranchen wie u. a. die Medizin- und Halbleitertechnik dar, die auf diese etablierten ultrahydrophoben Beschichtungen angewiesen sind.

Die jüngst vom INP entwickelte siliziumorganische Polymerschicht basiert auf Plasmatechnologie und ist eine vielversprechende und umweltfreundliche Alternative zu PFAS-haltigen Schichten. Sie ist mechanisch und chemisch stabil, bis zu 200 nm dick und deckend, lagerbar, waschstabil und reproduzierbar. Die Schichten können auf vielen Materialien, wie Metallen, Kunststoffen und Halbleitern, aufgebracht werden.

Aufgrund dieser Eigenschaften und der Anwendbarkeit auch auf thermolabilen Kunststoffen ist die siliziumorganische Polymerschicht optimal für Veredelungen in der Medizintechnik. So kann sie beispielsweise auch zur Herstellung oder Oberflächen-Modifizierung von implantierbaren Geräten, wie Herzschrittmachern oder künstlichen Gelenken, verwendet werden.

Aktuell wird am INP bereits an der Überführung des Niederdruckprozesses zur Abscheidung der siliziumorganischen Polymerschicht auf einen Normaldruckprozess gearbeitet. Außerdem werden Konzepte zur Aufskalierung der Technologie entwickelt.

„Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen unserer Forschung“, sagt Dr. Frank Hempel, Leiter der Forschungsabteilung Plasmaoberflächentechnik am INP. „Die siliziumorganische Polymerschicht ist eine vielversprechende Alternative zu PFAS-haltigen Schichten und bietet vielfältige Möglichkeiten für Anwendungen in verschiedenen Industriebereichen.“

Weitere Informationen
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Stefan Gerhardt // Referat Kommunikation
Tel.: +49 3834 554 3903 // stefan.gerhardtinp-greifswaldde
Felix-Hausdorff-Straße 2 // 17489 Greifswald // www.leibniz-inp.de