Optische Technologien gewinnen eine zunehmende Bedeutung in den Biolife
Sciences. Derzeit sind verschiedene Forschungseinrichtungen damit
befasst, neue lasergestützte Verfahren zu entwickeln, die zu
Fortschritten in der optischen Diagnostik, der Augenchirurgie, der
Zellbiologie und im Bereich Lebensmittelsicherheit führen
könnten.
Im Mittelpunkt der Forschung der Laser- und Medizin-Technologie GmbH
Berlin steht der Effekt der Fluoreszenz. Das Institut hat ein
neuartiges Bildgebungsgerät entwickelt, das mit nahem Infrarot
-Licht arbeitet und vor allem im Bereich der optischen Diagnostik
eingesetzt werden kann. Das Gerät besteht aus einem Objektiv,
einem Strahlenteiler, CCD Bildsensoren und nahen Infrarotlicht LEDs,
die dazu dienen, ein fluoreszierendes Kontrastmittel anzuregen. Hinzu
kommt ein Computer mit einer entsprechenden Software, durch die die
Bilder des mit dem Kontrastmittel markierten Gewebes aufgezeichnet
werden. Alternativ zu den LEDs können zur Anregung des
Kontrastmittels auch Diodenlaser eingesetzt werden: Die Bilder
ließen sich dann per Scan einer Fläche aufzeichnen.
In erster Linie soll das Bildgebungsgerät den Chirurgen bei der
interoperativen Turmorentfernung unterstützen. Anhand des
eingesetzten Kontrastmittels soll er bereits vor Ort auf dem
Bildschirm erkennen können, ob es sich um einen bösartigen
Tumor handelt. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die biotechnologische
Forschung. Hier wäre das Gerät hilfreich, wenn es um Fragen
der Antikörperentwicklung und der Zelldifferenzierung geht. Die
Markteinführung des Bildgebungsgeräts ist für 2010
vorgesehen.
Nicht nur in der optischen Diagnostik, sondern auch in der Zell- und
Augenchirurgie werden lasergestützte Verfahren immer wichtiger.
Forscher des Medizinischen Laserzentrums der Universität
Lübeck befassen sich derzeit mit Nanoeffekten von Zellen, auf
denen die heutige Laserchirurgie basiert. Dabei sind sie zu dem
Ergebnis gekommen, dass sich diese Nanoeffekte nicht nur,
wie bisher angenommen, mit Femtosekundenlasern, sondern ebenso gut mit
wesentlich günstigeren Nanosekundenlasern erzeugen ließen.
Zum Vergleich. Ein Femtosekundenlaser kostet 150.000 Euro, während
man für einen Nanosekundenlaser nur 15.000 Euro bezahlt. Diese
Erkenntnis könnte zu erheblichen Einsparungen bei einigen
zell- und augenchirurgischen Verfahren führen, bei denen der
Femtosekundenlaser zur Zeit noch das Mittel der Wahl ist. Im
zellchirurgischen Bereich wird er beispielsweise verwendet, um Gene
durch Zellmembranen hindurch in eine Zelle einzubringen. In der
Augenchirurgie dient der Femtosekundenlaser momentan dazu,
Kurzsichtigkeit zu korrigieren und grauen Star operativ zu
behandeln.
Auch im Bereich Lebensmittelsicherheit lassen sich mit Laserlicht
große Fortschritte erzielen. Eine Expertengruppe von fünf
Berliner Forschungseinrichtungen unter Führung des
Fraunhofer Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration
(IZM) arbeitet gerade an der Entwicklung eines Verfahrens, durch das
mit Hilfe von Laserlicht der Frischegrad von Fleisch ermittelt und
dokumentiert werden kann. Das Projekt heißt "FreshScan" und wird
vom Bundesforschungsministerium mit etwa drei Millionen Euro
gefördert.
In den nächsten drei Jahren soll ein Funktionsdemonstrator
entstehen, der aus zwei Komponenten zusammengesetzt sein wird: aus
einem intelligenten Etikett, das wie eine Art Laufzettel funktioniert
und den Zustand des Fleisches von der Schlachtung bis zum Verkauf
dokumentiert, sowie aus einer Laserpistole, die zum einen dessen
Zustand erfasst und ihn zum anderen sofort in das intelligente Etikett
schreibt. Außerdem wollen die Experten eine kontinuierliche
Temperaturmessung und -aufzeichnung über das Etikett
ermöglichen, so dass jede Unterbrechung der Kühlkette
dokumentiert wird.
Die Anwendungen, Methoden und Verfahren der Biophotonik werden auf der
LASER World of PHOTONICS 2009 neben der Konferenz erstmals auch einen
Schwerpunkt innerhalb der Messe bilden.