Projektbeschreibung

Die steigenden Kosten bei der Erforschung neuer Arzneistoffe zwingt die pharmazeutische Industrie dazu möglichst frühzeitig potentiell erfolgreiche Arzneistoffe zu erkennen. Die zielorientierte Forschung besitzt ein hohes Einsparungspotenzial bei den Entwicklungskosten bei gleichzeitigem forcieren der Forschung auf potentiell erfolgreiche Arzneistoffe. Aus diesem Grund wird sogenannten Organ-on-Chip Systemen immer mehr Beachtung geschenkt. Diese mikrofluidischen Systeme ermöglichen die Kultivierung und Ko-Kultivierung spezifischer Zelltypen, indem sie eine organotypische Umgebung nachahmen. Da diese Umgebungen oft über mikroskopische Strukturen verschiedener Geometrie und Größe verfügen, wie zum Beispiel Kanäle mit einem Durchmesser von 10 µm, Membranen mit einer Dicke von 500 nm und einer Porengröße von 400 nm, sind Mikro- und Nanofabrikationsprozesse essenziell für die Fertigung solcher Systeme. Dabei stellt die Kombinationen verschiedener mikrotechnischer und makroskopischer Fertigungsverfahren eine besondere Herausforderung dar.

Die Blut-Hirn-Schranke verfügt über außergewöhnliche Charakteristika um das Gehirn vor Krankheitserregern, Toxinen und Botenstoffen zu schützen. Durch dieses Verhalten, kann man die Blut-Hirn-Schranke auch als hochselektiven Filter ansehen. Dieser lässt vom Gehirn benötigte Nährstoffe passieren und führt auch gleichzeitig die Stoffwechselprodukte ab, unterbindet aber die Passage anderer Stoffe. Diese Schutzfunktion behindert allerdings auch die medikamentöse Behandlung neurologischer Erkrankungen, da hochwirksame Wirkstoffe nicht in der Lage sind die Blut-Hirn-Schranke zu passieren und somit auch nicht den vorgesehenen Einsatzort im neurologischen Gewebe erreichen. Um die Interaktionen mit und der Transport durch die Blut-Hirn-Schranke Arzneistoffe genauer untersuchen zu können, sieht dieses Projekt vor ein mikrofluidisches System zu fertigen, welches die in vivo Bedingungen abbildet.

                                      
Abb1.: Microfluidic device for the cultivation of Pancreatic islets