Temporärer Arbeitskreis Medizinverfahrenstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Birgit Glasmacher, Hannover
Prof. Karl-Ernst Wirth, Erlangen
Dr.-Ing. Ralf Goedecke, Frankfurt:

I. Einführung

Die Erweiterung der klassischen Verfahrenstechnik in Richtung biologischer Prozesse schließt konsequenterweise auch die biologischen Prozesse im menschlichen Körper ein. Aus der Sicht der Verfahrenstechnik bedeutet dies die Behandlung der biologischen und chemischen Reaktionen für medizinische Anwendungen inklusive des hierzu notwendigen Stoff-, Wärme- und Impulstransports. Für das klassische Chemieingenieurwesen führt dies u. a. zu einer stärkeren Fokussierung auf Reaktionen in kleinskaligen Reaktoren, die Mi-krofluidik sowie die Entwicklung neuartiger Reaktoren zur Zell- und Gewebekultivierung z. B. für das Functional Tissue Engineering (FTE). Rückkopplungen von biologischen und chemischen Reaktionen im menschlichen Körper können mit den aus der Verfahrenstechnik bekannten Methoden der Systemverfahrenstechnik beschrieben und zur Simulation von lokalen Veränderungen auf das Gesamtsystem „Mensch“ herangezogen werden. Auch bei Fragen zur Funktionalisierung von Oberflächen in Zielrichtung Biokompatibilität/Hämokompatibilität kann ebenfalls auf das an anderer Stelle erarbeitete verfahrenstechnische Know-how zurückgegriffen werden.

II. Ziele

Am 25. Januar 2007 hat die konstituierende Sitzung des Arbeitskreises „Medizinverfahrenstechnik“ im DECHEMA-Haus in Frankfurt stattgefunden. Der Arbeitskreis wird sich mit der Thematik „Der Mensch als Reaktor“; „Systeme und Reaktionen im Mikro- und Nano-metermaßstab für medizinische Anwendungen“ beschäftigen. Unter Beteiligung von Verfahrensingenieuren, Biologen, Physikern, Chemikern und Medizinern wird der Arbeitskreis ausloten, inwieweit die in der chemischen Industrie verwendeten klassischen Gesetzmäßigkeiten zum Impuls-, Wärme- und Stofftransport auch zur Lösung medizinischer Fragestellungen einzusetzen sind und beispielsweise vorhandene Modellierungstechniken (einschl. Software) zur Charakterisierung und Beschreibung von Strömungsformen und -vorgängen übertragbar sind. Neben dem fachlichen Austausch soll dieser Arbeitskreis auch eine Plattform sein, um Forschungsinitiativen anzustoßen und Positionen zu aktuel-len Fragestellungen im Bereich der Medizinverfahrenstechnik zu beziehen. Er soll damit auch Ansprechpartner im nationalen und internationalen Umfeld sein.

III. Schnittstellen zu anderen Gremien

Das Fachgebiet der Medizinverfahrenstechnik ist als Querschnittsfach in einem hohen Maße interdisziplinär ausgerichtet. So gibt es naturgemäß zahlreiche Überschneidungen mit verschiedenen Gebieten wie Mehrphasenströmungen, Rheologie, Wärme- und Stoffübertragung, Computational Fluid Dynamics, Fluidverfahrenstechnik, Biothermodynamik, Biotechnologie, Lebensmittel- und pharmazeutische Verfahrenstechnik, um nur einige aufzulisten. Hier gilt es, gemeinsam Fragestellungen aus der Medizin zum Wohl des Patienten zu lösen. Der Arbeitskreis wird sich auf der ProcessNet-Jahrestagung 2007 erstmals präsentieren.

IV. Arbeitsschwerpunkte

• Koordination der Aktivitäten von Ausschüssen von ProcessNet und externer Grup-pen auf dem Gebiet der Medizinverfahrenstechnik
• Arbeitsschwerpunkte: Bearbeitung von Fragestellungen im Hinblick auf Stoff-, Wärme- und Impulstransport bei medizintechnischen Anwendungen.
• Arbeitsfelder:
• Simulation biologischer Systeme
• Adaptive und gestörte Regelkreise
• Skalenübergreifende Modellierung
• Künstliche Organe in Mikroreaktoren
• Drug Delivery
• Tissue Engineering (mit neuen Scaffold-Materialien und neuen Scaffold-Oberflächen/-strukturierungen, Zellkulturtechniken, Ersatz für Tierversuche,Qualitätssicherung, Biothermodynamik, Biokältetechnik),

5. FuE-Schwerpunkte

Die erste Aktion wird ein Werkstattgespräch zur Thematik „Bioreaktor Mensch“ im Juli 2007 sein. Aus den Ergebnissen dieser Veranstaltung werden mögliche FuE-Schwerpunkte abgeleitet.

April 2007