Nachrichten des Fachbereichs

Die Einschreibefrist für die zulassungsfreien Bachelorstudiengänge „Medizintechnik“ sowie „Biotechnologie“ ist bis zum 15.10.23 verlängert. Bewerber/-innen können noch bis zum 15.10. im Campusportal die Immatrikulation elektronisch beantragen. Die tatsächliche Immatrikulation würde dann bis zum 20.10. abgeschlossen sein, sodass Sie spätestens ab 23.10. (eine Woche nach Vorlesungsbeginn) als immatrikulierte Studierende an Vorlesungen teilnehmen können.

Am 24.11.2023 findet die feierliche Verabschiedung für Absolventen des Jahrgangs 2023 statt. Flyer

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aktueller Newsletter für das Sommersemester der Thüringer Koordinierungsstelle Naturwissenschaften und Technik (Thüko NWT)

Jan-Erik Müller von der Ernst-Abbe-Hochschule Jena erhält Prämierung für seine Erfindung eines Enterostomaverschlusssystems

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Jenaer Kooperationsprojekt „INTACT“ entwickelt neuen Therapieansatz und innovative Diagnostik für Frühgeborene mit Darmerkrankungen (Gemeinsame Pressemitteilung von Friedrich-Schiller-Universität, Universitätsklinikum Jena und Ernst-Abbe-Hochschule Jena)

Jena (13.12.22) In Deutschland müssen Ärztinnen und Ärzte bei etwa 200 von 800 sehr unreifen Frühgeborenen jährlich – meist wegen einer Infektion – die Nahrung durch einen künstlichen Darmausgang aus- und an anderer Stelle wieder zurückleiten, um den Darm zu entlasten. Aktuell funktioniert das nur manuell, was keine kontinuierliche Überführung garantiert, sehr pflegeintensiv ist und die Entwicklung der Babys beeinträchtigt.

Ein interdisziplinäres Team von Friedrich-Schiller-Universität, Universitätsklinikum Jena (UKJ) und koordiniert durch die Ernst-Abbe-Hochschule Jena (EAH) will deshalb nun ein miniaturisiertes Transportsystem mit ultraschall- und photonikbasierter Sensorik entwi­ckeln, das die kontinuierliche Überführung und Analytik des ausgeleiteten Darminhalts ermöglicht. Damit wollen die Forschenden erstmals einen geregelten kontinuierlichen externen Transport des Darminhaltes ermöglichen und gleichzeitig dessen Zusammen­setzung in Echtzeit erfassen. So entsteht eine völlig neue Datenbasis, die bessere medi­zinische Behandlungsmöglichkeiten für Frühgeborene zulässt. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert das Projekt „INTACT“ für zwei Jahre mit insgesamt 750.000 Euro.

„Bei manchen Frühgeborenen unter 1.500 Gramm Gewicht schwächt eine Entzündung den noch sehr kleinen und unreifen Darm, behindert die Passage des Inhalts und lässt ihn mitunter sogar perforieren“, beschreibt Prof. Dr. Hans Proquitté, Leiter der Neonatologie am Universitätsklinikum Jena, das medizinische Problem, das ihn inzwischen seit 30 Jahren umtreibt. „Antibiotika helfen, die Infektion zu bekämpfen – meist zwei künstliche Darmausgänge, sogenannte Stomata, müssen zur Entlastung des Darmes angelegt werden.“ Der Chymus – also der bereits mit Verdauungssekreten durchsetzte Speisebrei – wird bisher über Stunden in einem Beutel gesammelt und anschließend wieder mit einer Spritze in das zweite, weiterführende Stoma in den Darm zurückgeführt. So verkümmert dieser Bereich des Darms nicht und das Kind erhält weiterhin wichtige Nährstoffe, wie Kalzium, Bicarbonat, Eiweiße, Lipide und Kohlenhydrate aus der Nahrung. Die Überführung des Chymus ist zwar äußerst wichtig für die umfassende Entwicklung des Kindes, der derzeit nur manuell umsetzbare Ablauf hält aber einige Probleme bereit: „Weil wir bisher keinen kontinuierlichen Transfer außerhalb des Körpers gewährleisten können, wird der Verdauungsprozess für längere Zeit unterbrochen. Zum anderen reizt der angeklebte Plastikbeutel die Haut zum Teil sehr ausgeprägt und in Folge können Infektionen entstehen“, sagt der Mediziner.

Pumpsystem so groß wie eine Streichholzschachtel

Der Arzt entwickelt deshalb nun gemeinsam mit dem Medizintechniker Prof. Dr. Iwan Schie von der EAH Jena und dem Umweltchemiker Dr. Patrick Bräutigam von der Universität Jena ein miniaturisiertes, geregeltes Transportsystem, das beide Darmbereiche außerhalb des Körpers miteinander verbindet und so kontinuierlich und damit physiologisch den Darmin­halt überträgt. „Dieser Therapieansatz ist völlig neu und könnte den kleinen Patienten das Wachsen und Gedeihen in dieser kritischen Phase deutlich erleichtern. Dafür planen wir, ein 3D-gedrucktes miniaturisiertes Pumpendesign zu entwickeln, das maximal 50 Gramm leicht und nicht viel größer als eine Streichholzschachtel ist“, erklärt Patrick Bräutigam. „Mit Hilfe der kontaktlosen Ultraschallspektroskopie, durch die das System eigenständig erkennt, wann der Chymus in den Schlauch gelangt und mit welcher Geschwindigkeit er weitergeleitet wird, regeln wir dann die Pumpe.“ Darüber hinaus lassen sich mit dem Ultraschall weitere Informationen beispielsweise über die Viskosität, Wasser- und Fest­stoffanteile messen. Um während der Forschung an dem Gerät eine so lebensnahe Umgebung wie möglich zu schaffen, entwickelt der Jenaer Umweltchemiker eine spezielle Simulanz, die dem Speisebrei in Beschaffenheit und Inhaltsstoffen gleichkommt, aber in größeren Mengen zur Verfügung steht.

Diagnostik da, wo sie vorher nicht möglich war

Eine weitere Neuerung soll zudem der Zugang zu Informationen sein, die bisher so nicht zur Verfügung stehen. „Wir wollen den Chymus mit multimodalen spektroskopischen Analyseverfahren wie etwa der UV/VIS/IR-Absorptionsspektroskopie durchleuchten und dabei eine ganz neue Datenbasis über die chemische Zusammensetzung aufbauen. Denn bisher gibt es keine Möglichkeit, den gesamten Chymus in Echtzeit zu untersuchen und seine Komposition zu ermitteln“, sagt Iwan Schie. „So wollen wir beispielsweise den Was­sergehalt des Chymus bestimmen, Lipide und Proteine detektieren und vielleicht sogar DNA-Reste oder Mikroblutungen erkennen.“ Solche Daten lieferten Informationen darüber, wie die kleinen Patienten Nährstoffe verwerten und welche sie besonders benötigen oder ob interne Verletzungen aufgetreten sind. Das lasse Aussagen zum Gesundheitszustand zu, was zielgenaue Therapieoptionen nach sich ziehen kann – Diagnostik wird also an einer bisher nicht zugänglichen Stelle möglich. „Die kontinuierliche Beobachtung solcher Entwicklungsparameter wird uns dabei helfen, auch im Falle einer solchen Beeinträchti­gung das kindliche Wachstum zu fördern und die spätere Rückverlagerung des Darms zu vereinfachen“, sagt Hans Proquitté.

Iwan Schie und sein Team, zu dem auch Studierende gehören werden, wollen für das Analysemodul zunächst die geeignetsten Spektroskopieverfahren ermitteln. Im nächsten Schritt gilt es, diese dann in ein Gesamtsystem zu integrieren. Das Forschertrio ist optimistisch, bis zum Ende des Förderzeitraums einen ersten Prototypen vorlegen zu können, der dann mit einem Partner aus der Wirtschaft oder vielleicht sogar durch eine Ausgründung zur Marktreife geführt werden kann.

Über die Carl-Zeiss-Stiftung

Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für wissenschaftliche Durch­brüche zu schaffen. Als Partner exzellenter Wissenschaft unterstützt sie sowohl Grundla­genforschung als auch anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fach­bereichen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die Carl-Zeiss-Stiftung eine der ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden Stiftungen in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss AG und SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen der beiden Stiftungsunternehmen finanziert.

Die EAH Jena hat kürzlich eine Förderung des Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) von nahezu 800.000 € für den Aufbau eines Open Lab Frameworks für eine KI-basierte Interdomain OCT-Datenbildanalyse erhalten. Die drei Projektleiter stehen für die Interdisziplinarität des Vorhabens: Prof. Dirk Schmalzried lehrt und forscht im Bereich Wirtschaftsinformatik, Prof. Jens Bliedtner im Bereich Lasermaterialverarbeitung und Optiktechnologien sowie Prof. Iwan Schie im Bereich der Biomedizinischen Technik.

Im Rahmen des Projektes 'OpenLab KI – OpenLab für Datenanalyse und angewandte KI' wird ein domänenübergreifendes Rahmenwerk für die Analyse und Verarbeitung von optischen tomographischen Bilddaten entwickelt. Es kann für die Untersuchung von Materialoberflächen im Bereich der Fertigung und Qualitätssicherung sowie im Bereich der Medizin eingesetzt werden. Dieses Rahmenwerk soll als Grundlage für eine interdisziplinäre Lehre in Datenkompetenzen in nahezu allen Fachbereichen der EAH Jena dienen. Durch Kooperation und Vernetzung mit der lokalen Industrie (Carl-Zeiss Meditec), Forschungsinstituten (Leibniz-Institute für Photonische Technologie, Jena), Kliniken (SRH Wald-Klinikum Gera) sowie lokalen Partnern der Wissenschaft und Translation (InfectoGnostics Campus, Medways, and SpectroNet) werden anonymisierte Datensätze als Grundlage für die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses und für die wissenschaftliche Arbeit im Rahmen des Projektes zur Verfügung gestellt.

In dem Projekt werden die in der medizinischen OCT (Optische Kohärenztomographie)-Datenanalyse etablierten Datenverarbeitungsansätze auf OCT-Daten von Rissen und Oberflächenschäden an Gläsern übertragen. Durch diese interdisziplinäre Übertragung können die anstehenden Probleme der Datenanalyse und Automatisierung in der Materialbearbeitung und Qualitätskontrolle direkt angegangen werden. Gleichzeitig wird die Modellgenerierung in der biomedizinischen Bildgebung durch die Verwendung domänenübergreifender Daten für spezifische analytische Anwendungen von dem interdisziplinären Ansatz profitieren. Auf diese Weise wird ein Rahmen für die Datenverarbeitung und -analyse von OCT-Bilddaten entwickelt, der im Ergebnis sowohl in optischen Fertigungsprozessen als auch in der biomedizinischen Diagnostik und Analyse eingesetzt werden kann.

Überdies haben die Professoren Bliedtner und Schie sowie Kollegen der EAH Jena eine Förderung des @Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Wissenschaft und digitale Gesellschaft (TMWWDG) in Höhe von ca. 580.000 € zur Schaffung einer Infrastruktur für die Multiwellenlängen-OCT für die Materialbearbeitung und die biomedizinische Forschung (https://lnkd.in/eQ4wdM8n) erhalten. Zusammen werden die beiden Projekte die Etablierung der OCT in der Region Mitteldeutschland in den Bereichen Wissenschaft und Bildung unterstützen.

https://idw-online.de/en/news805469
https://idw-online.de/de/news805465

Wir gratulieren Professor Iwan Schie, der kürzlich ins Editorial Advisary Board für das Journal of Raman Spectroscopy (JRS) gewählt wurde.

Das JRS ist eine internationale Fachzeitschrift, die sich der Veröffentlichung von Originalarbeiten im Zusammenhang mit der Raman-Spektroskopie widmet. Die Zeitschrift versteht sich als zentrales Forum für die Dokumentation der Entwicklung des weit gefassten Feldes der Raman-Spektroskopie, das eine wachsende Zahl sich rasch entwickelnder Techniken und ein immer breiteres Spektrum an interdisziplinären Anwendungen umfasst.
Zu diesen Themen gehören die zeitaufgelöste, kohärente und nicht-lineare Raman-Spektroskopie, die auf Nanostrukturen basierende surface-enhanced und tip-enhanced Raman-Spektroskopie von Molekülen, die Resonanz-Raman-Spektroskopie zur Untersuchung der Struktur-Funktions-Beziehungen und der Dynamik biologischer Moleküle, die lineare und nichtlineare Raman-Bildgebung und -Mikroskopie, biomedizinische Anwendungen von Raman, theoretischer Formalismus und Fortschritte in der Quantenberechnungsmethodik aller Formen der Raman-Streuung, Raman-Spektroskopie in Archäologie und Kunst, Fortschritte in der Raman-Fernerkundung und bei industriellen Anwendungen sowie die optische Raman-Aktivität aller Klassen von chiralen Molekülen.

Von der Grundlagenforschung in die Anwendung: Neue Ansätze für eine patientennahe Sofortdiagnostik der Tuberkulose

Die Studenten des Masters Pharma-Biotechnologie (PBT) Sebastian Schirmer und Lucas Rauh haben innerhalb einer durch die EAH geförderten internationalen Zusammenarbeit das diagnostische Potential mykobakterieller extrazellulärer Vesikel im Hinblick auf deren spezifische Biomarker-Kapazität erforscht. Dabei wurden grundlegende Erkenntnisse für eine zukünftige Verbesserung der notorisch schwierigen Diagnose von Infektionen unterschiedlicher Ausprägung mit Mycobacterium tuberculosis, dem Erreger der Tuberkulose, gewonnen.
Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Kooperation zwischen der Forschungsgruppe von Prof. Rafael Prados-Rosales (Universidad Autónoma de Madrid, Spanien) und der Arbeitsgruppe von Prof. Susanne Gola (Angewandte Mikrobiologie/GMP, EAH) wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Frontiers in Microbiology – Evolutionary and Genomic Microbiology“ veröffentlicht.

Kontakt: susanne.gola@eah-jena.de

Real-time molecular imaging of near-surface tissue using Raman spectroscopy