Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSLab-on-Chip-Inkubatorsystem für optische Gewebediagnostik
Das Projekt »LOC-OGD-Sys« etabliert eine integrierte Infrastruktur für reproduzierbare pharmakologische Experimente in vitro. Die geförderte Infrastrukturmaßnahme verfolgt den Aufbau eines Lab-on-Chip-(LoC)-Inkubator- und Diagnostiksystems, das im eng verknüpften Projekt »Optische Gewebediagnostik für Lab-on-Chip-Anwendungen (OGD-LOC)« den typischen Umfang einer Tierversuchsreihe abbildet.
Mehrere Miniaturlabore in Form von Lab-on-Chip-Systemen (LoC) arbeiten gemeinsam in einem Inkubator unter definierten Bedingungen, wobei sich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Atmosphäre gezielt einstellen lassen. Ein mikrofluidisches Versorgungssystem übernimmt die kontinuierliche Medienversorgung aller LoC und schafft stabile Rahmenbedingungen für die Experimente.
Ein engmaschiges optisches Monitoring nutzt die Optische Kohärenztomographie (OCT), die über ein Applikationsmodul alle LoC sequenziell und automatisiert erfasst. Eine Antriebssteuerung mit Autofokus-Vorrichtung unterstützt dabei eine reproduzierbare dreidimensionale Datenerfassung während der Versuchsreihen.
Die Inline-Datenverarbeitung wertet die optischen Messdaten unmittelbar aus und bindet maschinelles Lernen in die Analyse der 3D-Daten ein. Dadurch lassen sich die Inkubationsparameter bei Bedarf im Closed-Loop-Betrieb anpassen, während ein Echtzeit-Datenexport fehlgeschlagene Experimente frühzeitig identifiziert und Versuchsreihen gezielt verkürzt.
Zum Projektabschluss steht ein Systemdemonstrator für Gewebestudien mit Inline-Monitoring bereit, der sich für Medikamententests in vitro eignet und den Ersatz von Tierversuchen unterstützt.