Eingebettete Systeme in der Elektronik-Industrie

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Vertrauen in Elektronik ist gut für unsere Gesundheit

Es gibt keinen Zweifel, dass die Mikro- und die Nanoelektronik gut für unsere Gesundheit ist. Das gilt für die Diagnose genauso wie die Überwachung, Behandlung oder Therapie. Die Elektronik hat bereits die meisten Aspekte unseres Lebens erfasst und zukünftig werden wir noch vertrauter mit ihr umgehen - wenn sie in unseren Körper Einzug hält. In Europa suchen weitreichende Forschungen nach Möglichkeiten, direkte Schnittstellen zwischen elektronischen Bauelementen und lebenden Zellen herzustellen. Letztlich soll eine solche Technologie für die Diagnose und die Behandlung von Krankheiten sowie die Steuerung von Prothesen eingesetzt werden.
Diese Art von Forschung, bei der Nanoelektronik, Bioelektronik und Biochemie miteinander in Verbindung gebracht werden, konnte bereits nachweisen, dass sich lebende Zellen mehrere Wochen lang mit ICs austauschen können. Als nächstes wird man versuchen, künstliche Synapsen zu entwickeln. Damit sollen Zellen dazu gebracht werden, sich zu einer bestimmten Form zu entwickeln, um spezifische neuronale Netzwerke aufzubauen, die sich mit den elektrochemischen Signalgebern in den ICs austauschen können.
Diese Forschung befasst sich auch damit, ICs zu entwickeln, die in lebenden Zellen Messungen vornehmen und auf verwertbare Art und Weise den Zelleninhalt angeben können.
Eine Adaption dieses Ansatzes setzt Nanomagnetismus, Nanooptik, Plasmonik und Nanofluide ein, um Nanomaschinen herzustellen, die bestimmte Arten von Zellen identifizieren oder anziehen können. So könnte z.B. ein entsprechender Sensor auf einem IC dazu dienen, mit großer Genauigkeit magnetische Nanopartikel aufzuspüren, die an Krebszellen im Blutstrom angedockt haben. Dank dieses Verfahrens könnte die Zielzelle analysiert und/oder behandelt werden.

Im Blutstrom: das Labor auf dem Chip
Alles zielt darauf ab, irgendwann ein funktionsfähiges medizinisches Labor auf der Oberfläche eines Chips zu haben. Es soll in der Lage sein, in einem Tropfen Blut winzige Zielzellen sehr präzise zu identifizieren. Das "Labor-auf-dem-Chip" kann dann ein genau dosiertes Medikament verabreichen oder andere Behandlungen vornehmen, wobei dieses Blut im Körper bleibt. Wenn die Technologie ausgereift ist, wird das medizinische Personal patientenspezifisch Krankheiten diagnostizieren, ihre Verbreitung feststellen oder die Wirkung von Behandlungen beurteilen können.