Ikke-giftigt cerium-oxid skal danne ramme om intelligente implantater

mandag 30 apr 18

Kontakt

Nini Pryds
Sektionsleder, Professor
DTU Energi
46 77 57 52

Kontakt

Vincenzo Esposito
Professor
DTU Energi
46 77 56 37

Deltagere i BioWings

DTU Energi (koordinator), DTU Fysik, Weizmann Institute of Science, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Lunds Universitet, Piemacs SARL, Acousort AB og Day One SRL

Forskere fra DTU Energi og DTU Fysik har fået støtte fra EU til pionerforskning indenfor biokompatible materialer, der kan bruges til intelligente implantater til menneskekroppen.

Miniatureenheder revolutionerer sundhedssektoren og kommer hele tiden tættere og tættere på kroppen. Diabetikere laver rutinemæssige glukosetest ved hjælp af enheder på størrelse med et kreditkort eller en kuglepen, politiet bærer breathalyzers til alkoholscreening, og der forskes intensivt i implantater, der indopereres i kroppen og f.eks. kontinuerligt kan måle patienters hjerterytme eller er i stand til at frigive medicin direkte i blodet.

Og det er kun toppen af isbjerget.

Den demografiske udvikling på globalt plan med en kraftig stigning i antallet af ældre sætter den globale sundhedssektor under stærkt pres. Det øger behovet for intelligente, effektive og prisvenlige biomedicinske systemer, der kan håndtere livsstilssygdomme, aldring og det generelle pres på sundhedssystemerne.

Biowings, et nyt forskningsprojekt ledet af DTU og støttet af EU-programmet FET-Open, skal nu fremme udviklingen af biokompatible materialer til mikro-elektro-mekaniske systemer (MEMS), så man kan lave ugiftige miniatureenheder med integrerede diagnostiske, pronostiske og terapeutiske funktioner. Målet er at gøre dem egnede til implantation i den menneskelige krop.

”Der findes allerede en række mikro-elektro-mekaniske systemer, men de indeholder ofte blyholdige PZT-materialer, som ikke er velegnede til at blive indopereret i mennesker. Målet er at udvikle biokompatible materialer med egenskaber som PZT, og som ikke indeholder bly eller de andre skadelige materialer”, siger professor Nini Pryds, DTU Energi, koordinator af projektet ”BioWings - Bio-compatible electrostrictive smart materials for future generation of medical micro-electro-mechanical systems”.

"Vi kan nu koncentrere os om at løse et grundlæggende problem ved at introducere nye, miljøvenlige og biobaserede materialer på sundhedsområdet i stedet for bly-baserede. Det har længe været et ønske fra EU’s side"
Nini Pryds og Vincenzo Esposito, Professorer, DTU Energi

Det hænder ikke så tit, at forskere fra danske universiteter får del i de millioner af euro, der årligt uddeles i programmet Future and Emerging Technologies (FET) under Europa-Kommissionens Horizon 2020, men i år lykkedes det for DTU-professorerne Nini Pryds og Vincenzo Esposito.

En af grundene er, at DTU Energi er eksperter i materialeforskning.

DTU Energi har i årevis forsket i oxid-materialer, der kan bruges i elektronik, og sidste år intensiverede DTU-instituttet forskningen i elektromekanisk konvertering efter en række banebrydende opdagelser af især cerium-baserede oxidmaterialers elektromekaniske egenskaber.

”De cerium-baserede oxidmaterialer er ugiftige, miljøvenlige og velfungerende i lavenergienheder, så de er perfekt egnede til at fungere som biokompatible materialer i BioWings”, fortæller professor Vincenzo Esposito, der leder forskning i elektromekanisk konvertering på DTU Energi.

Cerium-baserede oxidmaterialer er også fuldt kompatible med silicium, hvilket gør, at de elektroniske kredsløb i en miniatureenhed kan laves direkte på cerium-oxiden og ikke behøver et mellemliggende, fordyrende lag.

I samarbejde med DTU Fysik og partnere fra Sverige, Schweiz, Italien og Israel skal forskerne opnå en bedre forståelse af de cerium-baserede oxidmaterialers elektrostriktive egenskaber, og hvordan disse egenskaber bedst kan tøjles, så man kan benytte oxidmaterialerne som basismateriale i mange forskellige slags MEMS.

Hvis det lykkes gruppen, der består af både industrielle, medicinske og forskningsmæssige partnere, at lave en prototype, der integrerer cerium-oxid ind i et biomedicinsk elektromekanisk system, der f.eks. kan måle blodprøver ved hjælp af MEMS, vil det betyde et stort skridt fremad for brugen af implanterede diagnostiske systemer.

”Det er et meget ambitiøst udbud, så det er en stor ære for os at komme i betragtning. Tildelingen af FET Open åbner mulighed for at samarbejde med nogle af verdens førende institutter på dette felt, og vi kan nu koncentrere os om at løse et grundlæggende problem ved at introducere nye, miljøvenlige og biobaserede materialer på sundhedsområdet i stedet for bly-baserede. Det har længe været et ønske fra EU’s side”, siger Nini Pryds og Vincenzo Esposito. 

FET Open

FET-Open er et af tre FET-programmer under hovedprogrammet Horizon 2020, som yder støtte til forskning i banebrydende og visionær teknologi. FET Open er åben for idéer inden for alle teknologiområder, så der er stor søgning fra alle EU-landene. I dette udbud var der 395 ansøgere, og BioWings med DTU Energi som koordinator var blandt de 2,6 procent bedste indsendte projekter og blev derfor udvalgt til at få støtte. I alt 26 projekter fik støtte og Projekt BioWings støttes med tre millioner euro.

Ud over støtten til DTU Energi-projektet får Professor Anders Kristensen fra DTU Nanotech 99.000 euro til koordinerings- og støtteprojektet Digital resonant laser printing for mass costumization of flat optics.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.
http://www.energy.dtu.dk/nyheder/nyhed?id=6460261c-087f-4776-b5cb-10626a6b04f8&utm_device=web&utm_source=RelatedNews&utm_campaign=Selvkoerende-busser-paa-DTU
17 AUGUST 2018