No description available.

No description available.

No description available.

Die Transplantation eines Organes ist in der Medizin oftmals die letzte Möglichkeit zur Behandlung einer terminalen Organinsuffizienz. Das grundlegende Problem der internationalen Transplantationsmedizin ist die stetig wachsende Diskrepanz zwischen Bedarf und Angebot von Transplantaten. Die Situation wird dramatisiert durch einen Trend der Marginalisierung von Spenderorganen. Marginale Spenderorgane werden häufig aufgrund mangelnder Möglichkeiten zur Funktionsbewertung verworfen. Die Technik der ex-vivo Organperfusion kann maschinell physiologienahe Bedingungen bereitstellen, um ein isoliertes Transplantat zu rekonditionieren und sogar eine Bewertung seines Zustands zu ermöglichen. Perfusionsprozesse sind organsystemindividuell durch eine hohe Komplexität ihrer biologisch-technisch verkoppelten Vorgänge gekennzeichnet. Für nutzer- und sicherheitsorientierte, klinisch taugliche Perfusionssysteme ist eine Prozessautomatisierung unumgänglich. Hier sind in klassischer anwendungsindividueller Entwicklung hohe Kosten die Folge. Auf Basis von Recherchen zum aktuellen Stand von Medizin und Technik konnten Eigenschaften von Perfusionsprozessen für die Organsysteme Herz, Lunge, Leber und Niere bestimmt werden. Aus ähnlichen Anwendungen der extrakoporalen Lebensunterstützung sind Erkenntnisse zur Systemautomatisierung zusammengetragen worden. In Fortführung der Arbeit sind die Organperfusionsprozesse abstrahiert und verallgemeinert worden. Beteiligte Prozessgrößen, sowie deren funktioneller Verkopplungen wurden identifiziert und evaluiert, um schließlich eine generalisierte, organunabhängige Strategie zur dezentralen Mehrgrößenregelung abzuleiten. Die abgeleitete Regelungsstrategie wurde folgend speziell für die ex-vivo Nierenperfusion umgesetzt. Dazu wurde zunächst auf Basis des generalisierten Organperfusionsprozesses ein Gerätesystem zur Nierenperfusion abgeleitet, entwickelt und aufgebaut. Für das entstandene Perfusionssystem wurden Modellbildungen und Parameteridentifikationen des Temperatursystems, des hämodynamischen Systems und des Blutgassystems durchgeführt. Die entstandenen Zustandsraummodelle wurden jeweils in Simulink implementiert und mittels realer Perfusionsexperimente an Schweinenieren im Tiermodell validiert. Simulativ und analytisch wurden für die drei Subsysteme Regelungsstrategien zur robusten Einzelgrößenregelung entwickelt und im realen Perfusionssystem implementiert. Im Zuge von weiteren Perfusionsexperimenten im Tiermodell konnten die Regelungen ebenfalls validiert und deren Robustheit im Mehrgrößenfall evaluiert werden. Die Erkenntnisse der speziellen Umsetzung des generalisierten Mehrgrößenregelungsansatzes zur Organperfusion wurden auf die Organsysteme Herz, Lunge und Leber projiziert. Die Hypothese dieser Arbeit, dass eine organübergreifende generalisierte Regelungsstrategie zur ex-vivo Perfusion bei Nutzung mit verschiedenen speziellen Organsystemen tauglich ist, konnte bestätigt werden. Auf dieser Basis ist eine vereinfachte und kostenreduzierte Entwicklung von Perfusionssystemen für verschiedene Organsysteme möglich. / In many cases the transplantation of an organ is the last way to treat a terminal organ insuffiency. The basic problem of international transplant medicine is a continiously increasing gap between the demand and the proposal of sufficient organ grafts. The situation is compounded by the actual trend of marginalization of organ grafts. Marginal donor grafts often are discarded due to absent options to test their vitality and viability. The technique of ex-vivo organ perfusion provides near physiologic conditions in order to recondition and even to evaluate the state of an isolated organ graft. Perfusion processes are organ individual characterized by highly complex coupled biological-technical processes. For achieving an user- and safety-focussed, clinical suitable perfusion system, an automation of the system is inavoidable. Within classical development of technologies, high costs were following. On the base of research according to the actual status quo of medicine and technology, characteristics of the perfusion processes for the heart, the lungs, the liver and the kidneys could be determined. Knowledge about similar processes of extracorporeal life support were gathered. Subsequently the organ perfusion processes were abstracted and generalized. Participating process values, as well as their couplings, were identified and evaluated in order to extract a generalized, organ independent strategy for decentral multivariable control. The extracted control strategy was then transfered specificly for ex-vivo kidney perfusion. Therefore a device for ex-vivo kidney perfusion was developed and built from the generalized organ perfusion process. According to the implemented device, the temperature system, the hemodynamic system and the blood gas system were modelled mathematically and parameter estimations were performed. The resulted state space models were implemented to Simulink and validated by comparing simulations to the results of experiments on real procine kidneys. Within the simulations and based on analytical methods, robust single variable control strategies for the control of the three subsystems temperature, hemodynamic and blood gases were developed and implemented into the real kidney perfusion device. During further perfusion experiments within the large animal model, the control strategies could be validated an their robustness could be evaluated in the multivariable case. The findings of the special implementation of the generalized multivariableapproach for organ perfusion were projected on the organ systems heart, lungs and liver. The hypothesis of this work, in detail, that a generalized, organ independent control strategy for organ perfusion processes is suitable for the use with several special organ systems, could be confirmed. On this basis, simplified and cost reduced developments of perfusion systems for different organ systems are possible.

Neue Technologien der additiven Fertigung läuten auch im Bereich der Medizin, Medizintechnik und der biomedizinischen Forschung eine neue Ära ein: Über verschiedene Fertigungsverfahren wie lithographische Techniken oder Laser-Sintering ist es bereits jetzt möglich, aus biokompatiblen Materialien entsprechend eines spezifischen Designs und ohne zusätzlich nötige Fertigungsmasken dreidimensionale Implantate in anatomischer oder patienten-individueller Geometrie herzustellen. Großes Potential ergibt sich daraus beispielsweise für Lösungen zu orthopädischen Fragestellungen: Hierzu gehören u.a. die potentielle Korrektur von Fehlbildungen im mund-, kiefer- und gesichtschirurgischen Bereich, der Ersatz größerer Knochendefekte sowie der Ausgleich von kleineren Gelenkdefekten. Letztere beschreiben die Anwendung am Gelenkknorpel-Knochen-Übergang, um Eingriffen zur Implantation einer Totalendoprothese zu entgehen oder diese ggf. hinauszuzögern. Aus diesem Grund finden für entsprechende zukünftige, klinische Konzepte, sowie in den entsprechenden Forschungsbereichen unterschiedlichste Fertigungsmethoden Anwendung. Die additive Fertigung hat nicht nur das Design und die aufbauende Fabrikation von patientenindividuellen Titanimplantaten (Gander et al. 2015) durch Spritzgussverfahren revolutioniert, sondern auch den schnellen Aufbau von Strukturen aus thermoplastischen Polymeren (Probst et al. 2010) und weicheren Materialien durch extrusionsbasierte Techniken ermöglicht. Diese über Rapid Prototyping erhaltenen, individuellen Objekte können im Vergleich zu konventionellen Verfahren sehr schnell und ohne Materialausschuss auch in Kleinserien und Einzelanfertigungen individuell gefertigt werden. Die essentielle Aufgabe für den klinischen Einsatz liegt hier in der Herstellung patientenindividueller Implantate. Allerdings sind die Technologien ebenso hinsichtlich spezifischer Gewebemodelle für forschungsrelevante Fragestellungen, die mittel- bis langfristig zu Erfolgen für die biomedizinische Patientenversorgung beitragen können, von großer Bedeutung. Um hierbei eine Lücke zwischen den individualisierten, bezüglich ihrer äußeren Geometrie spezifisch designten Implantaten und einer intrinsischen Funktionalität zu schaffen, greift die biomedizinische Forschung auf die Kombination von Ansätzen aus dem Tissue Engineering (Langer & Vacanti, 1993) und den Vorteilen der additiven Fertigung sowie der damit verbundenen Konstruktion von anatomischen Geometrien zurück. Das Forschungsfeld und die Methoden der sog. Biofabrikation (Groll et al. 2016; Moroni et al. 2018) bringen die Vorteile und Konzepte dieser doch unterschiedlichen Wissenschaftsfelder zusammen, indem sie biologische Komponenten in den Fabrikationsprozess einbeziehen. [... aus der Einleitung]

Als Erfolgsfaktoren einer Notaufnahme gelten neben qualifiziertem Personal, der Ausstattung und Medizintechnik auch die baulich- funktionale Gestaltung. Notaufnahmen müssen sich immer wieder ändernden Rahmenbedingungen anpassen. So können beispielsweise steigende Patientenzahlen ein möglicher Faktor sein. Umstrukturierungen von Notaufnahmen erfordern deshalb eine besondere Zusammenarbeit zwischen Planenden und dem Fachpersonal, denn nur so können Schwachstellen genauestens herausgefiltert werden. Damit Planende die Prozesse innerhalb der Notaufnahme verstehen, ist diese Zusammenarbeit ein wichtiger Faktor. Deshalb wird die Customer Journey als mögliche Methode getestet, um Abläufe besser verstehen zu können und die erworbenen Erkenntnisse als Grundlage für Umplanung von Notaufnahmen zu verwenden. Dafür wird die Methode bei- spielhaft an ausgewählten Szenarien durchgeführt. Als Basis für die Customer Journey wurde ein auf unfallchirurgische Prozesse zugeschnittenes Interview mit einem Assistenzarzt für Allgemeinchirurgie einer Notaufnahme durchgeführt. Das Ziel soll es sein mit der Journey eine geeignete Planungsgrundlage zu entwickeln, welche den Architekt innen und Fachplanenden bei Umstrukturierungen als Planungswerkzeug dienen soll. So kann die Journey, als Planungswerkzeug zur Bestandsanalyse und -bewertung, als auch für die Zielplanung hilfreich sein.

No description available.

No description available.

Im ESF geförderten Projekt E-PISA sind verschiedene, hoch innovative, von der globalen Forschungslandschaft ausgezeichnete und gleichzeitig industrierelevante technische Entwicklungen im Bereich der Mikrosystemtechnik, Medizintechnik und Industrie 4.0 vorangetrieben worden. Fokus der technischen Entwicklung waren zum einen Grundlagenforschung und zum anderen Applikationen von Mikrosystemen auf Basis piezoelektrischer Dünnschichten mit Aluminiumnitrid und Elektronik mit Carbon-Nano-Tubes.:Liebe LeserInnen, 5 E-PISA Team 6 Innovative Applikationen 11 Innovative Technologien 13 Regionaler Bezug 15 Wissenstransfer in Zahlen 17 Piezoelektrisches Dünnschicht-Aluminiumnitrid für Mikrosysteme 19 Mikro-opto-elektro-mechanische Systeme 23 Acoustic Emission Sensoren 29 Drucksensoren für medizinische Katheter 33 Kristallwachstum 37 Innovationssysteme, Märkte und Forschungsnetzwerke 45 Zuverlässigkeit piezoelektrischer Schichtsysteme der Mikrotechnologie 51 Veröffentlichungen und Auszeichnungen 53 Zukunftsfähigkeit 61 Danksagung 63

Mit der Bekanntgabe der Entdeckung Röntgens 1895 begann nicht nur eine massive Bildproduktion, sondern auch ein reges radiologisches Ausstellungwesen, das sich an ein medizinisch-wissenschaftliches Publikum richtete und parallel zu wissenschaftlichen Kongressen stattfand. Die vorliegende Arbeit geht dieser Praxis des Ausstellens von Röntgenbildern und -apparaten im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts nach und bezieht die Ausstellungen auf das im Entstehen begriffene medizinisch-wissenschaftliche Feld der Radiologie. Ausstellungen waren, so die zentrale These, keine dem radiologischen Erkenntnisprozess nachfolgenden Veranstaltungen, sondern Orte, bei denen ein radiologisches Apparate- und Bildwissen kommuniziert und erzeugt wurde. In der Arbeit wird die soziale, technische und expositorische Entwicklung des radiologischen Feldes parallel erzählt und eng miteinander verflochten gedacht. So geraten die engen Kopplungen zwischen Ausstellungsraum und Röntgeninstitut und zwischen technischer Entwicklung und professionellem Selbstverständnis von Radiologen in den Blick. / With the discovery of X-rays in 1895 not only an increased image production can be observed, but also the new format of the X-ray exhibition was created. The exhibitions were mainly aimed at a medical and scientific audience and were organized parallel to scientific congresses. The work traces this practice of exhibiting X-ray images and apparatus in the first third of the 20th century and relates the exhibitions closely to the medical-scientific field of radiology that developed during this period. According to the central thesis, exhibitions were not events that took place after the genesis and development of radiological facts in the clinic or scientific institutes, but spaces where knowledge about the new apparatus and images was communicated and generated. In the work, the social, technical and exhibition-related development of the radiological field is told in parallel and thought of in close relation to each other. Using exhibitions as an example, the close links between exhibition spaces and X-ray institutes and between technical development and the professional self-image of radiologists are brought into focus.