Entwicklung einer integrierten Dosiereinheit für die Life Sciences

  • Type:Masterarbeit
  • Supervisor:

    Dr. H. Ossmer, M.Sc. B. Moradi (memetis GmbH)
    Prof. Kohl (IMT, KIT)

Ort: memetis GmbH, Gablonzerstraße 27, 76185 Karlsruhe und KIT (Institut für Mikrostrukturtechnik)
Ansprechpartner: Dr. H. Oßmer (hinnerk ossmer does-not-exist.memetis com; +49 721 47000240)

Beschreibung

Auf dem Gebiet der Life Sciences (z.B. Impfstoffentwicklung, DNA / Peptid-Forschung, Zell-Kulturen, Organ-Chips und tragbare medizinische Geräte) werden zunehmend Komponenten zur aktiven Steuerung von Flüssigkeiten verbaut und damit völlig neue Geräte und Anwendungen ermöglicht. Als Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat sich die memetis GmbH auf die Entwicklung von Ventilen und Komponenten zum Fluid Handling spezialisiert, die sich aufgrund ihrer kompakten Größe, Lautlosigkeit und ihres geringen Energieverbrauchs besonders für den Bereich der Life Sciences eignen. Möglich wird dies durch die Verwendung neuartiger Aktoren aus Formgedächtnislegierungen (FGL).

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine kompakte Dosiereinheit für den einfachen Umgang mit verschiedenen Reagenzien entwickelt werden. Dazu sollen Möglichkeiten untersucht werden, verschiedene Pumpentypen mit Formgedächtnisventilen zu kombinieren. Zentrale Gesichtspunkte stellen dabei das interne Volumen, die chemische Beständigkeit und biologische Verträglichkeit der eingesetzten Materialien, sowie der Energieverbrauch dar. Als Ausgangspunkt dient ein von memetis entwickeltes normal-geschlossenes Miniaturventil. Ziel ist der Aufbau eines Prototyps sowie dessen Charakterisierung unter anwendungsnahen Bedingungen.

Als Tech-Startup mit einem jungen, interdisziplinären Team bietet memetis neben der fachlichen Unterstützung auch eine eigene Werkstatt mit Prototyping-Infrastruktur (CNC-Fräsen, 3D-Drucker, Zugprüfmaschine, fluidische Sensorik).

Die Arbeit umfasst folgende Aufgaben:

  • Marktscreening und Erhebung der geforderten Spezifikationen (Lastenheft)
  • Recherche nach geeigneten, kommerziell verfügbaren Miniaturpumpen
  • Gegenüberstellung und Auswahl einer Pumpe
  • Materialauswahl und Auslegung der fluidischen Verschaltung
  • Materialcharakterisierung (Formgedächtnisaktor)
  • Simulation von Spülbarkeit und Strömungsverhalten (nach persönlichen Kenntnissen)
  • Auslegung einer elektronischen Steuereinheit (nach persönlichen Kenntnissen)
  • Konstruktion, Fertigung und Aufbau eines Prototyps
  • Funktionsdemonstration anhand einer realen Anwendung aus dem Bereich Life Sciences

Dauer: 6 Monate