Von der Idee zum Prototyp – Technikausstattung für Oberflächenveredlung im INP jetzt komplett

„Wir würden gern Zellkulturschalen so behandeln, dass die Zellen gleichmäßig und schnell wachsen. Gibt es da ein Plasmaverfahren?“ Eine typische Anfrage an das INP, Abteilung „Plasmainduzierte Oberflächenprozesse“. Die Expertise der Greifswalder Wissenschaftler spricht sich herum. Jetzt haben sie einen Erfolg nicht-wissenschaftlicher Art zu melden: Mit der Anschaffung eines neuartigen Analytikgerätes ist die Ausstattung der Oberflächenabteilung komplett.

Plasmabehandlungen bewirken Veränderungen auf Werkstoffoberflächen, die sich nur schwer direkt beobachten lassen: Schichten, die nur aus einigen Atomlagen bestehen oder chemische Umgestaltungen der obersten Moleküllage. Ob die Plasmabehandlung erfolgreich war, kann oft nur indirekt festgestellt werden, beispielsweise, indem das Wachstum von Zellkulturen auf behandelten und unbehandelten Unterlagen verglichen wird. Das neue ESCA-Mikroskop (ESCA = Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse) dagegen misst chemische Veränderungen auf Oberflächen überaus exakt: Von der Analyse der Bindungszustände einzelner Elektronen kann auf die atomare Zusammensetzung der Oberfläche geschlossen werden. So lassen sich jene Details von weniger als 10 µm Größe (1 µm = 1/1000 mm) darstellen, die bei der Untersuchung von Kunststoffoberflächen eine besonders große Rolle spielen. Außerdem lassen sich die Proben kühlen und erwärmen, wichtige Besonderheiten, will man beispielsweise Enzyme auf Oberflächen während der Analyse nicht zerstören.

Mit dem neuen ESCA-Mikroskop ist die Oberflächen-Abteilung nun für alle wissenschaftlichen Herausforderungen gewappnet. Forschungsschwerpunkt ist die Veredlung von Kunststoffen für die Biomedizintechnik. „Die Forschung an Biomaterialien stellt sehr hohe Anforderungen an die Reinheit der Prozesse,“ begründet dies Abteilungsleiter Dr. Andreas Ohl. „Die Erkenntnisse, die wir hier gewinnen, sind um so besser auf andere Anwendungen übertragbar, z.B. auf Anstriche von Kunststoffen mit wasser-basierten Farben und Verklebungen verschiedener Kunststoffe.“
So ist das Oberflächenlabor mit einem Reinraum kombiniert. Hier wird derzeit unter anderem an der Beschichtung von Zellkulturschalen gearbeitet, erste Ergebnisse zeigen ein gesteigertes Zellwachstum auf plasmabehandelten Unterlagen. ESCA erleichtert den Plasmaforschern nun die weitere Arbeit: Mit exakten Erkenntnissen über die chemischen Veränderungen auf der Oberfläche der Kunststoffschalen lässt sich das Verfahren nun für die Zwecke der Anwender optimieren, in diesem Fall ist es das Institut für Pharmazie der Universität Greifswald, dessen Mitarbeiter an lebenden Zellen die Entwicklung von Krankheiten beobachten und neue Substanzen für deren Bekämpfung suchen.
Im so genannten Applikationslabor werden schließlich die neu entwickelten Verfahren auf industrielle Maßstäbe übertragen, indem Testmuster und Kleinserien hergestellt werden. Damit verfügen die Oberflächenforscher über ein erstklassiges System von Ausstattungen für die moderne interdisziplinäre Arbeit. Umgerechnet wurden in den letzten 10 Jahren etwa 10 Mio. Euro in diese Abteilung investiert, die heute mehr als 50 % ihres Personals über Kooperationsprojekte finanziert.
Vom 7.-10.Oktober präsentiert das INP seine Kompetenz in Sachen Oberflächenveredlung auf der Messe BioTechForum in Malmö, wo es sich an einem Gemeinschaftsstand des Landes Mecklenburg-Vorpommern beteiligt.

Das INP gehört zur Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz (WGL), dem Interessenverband von 79 Forschungsinstituten und Serviceeinrichtungen für Forschung, Gesellschaft, Politik und Wirtschaft. Die wissenschaftlich, rechtlich und wirtschaftlich selbstständigen Institute werden, gemeinsam von Bund und Ländern, mit jährlich ca. 650 Mio. EUR gefördert. Die insgesamt knapp 100 Mitarbeiter des INP forschen an Plasmaanwendungen vielfältiger Art und kooperieren dabei mit Unternehmen und anderen Forschungseinrichtungen weltweit. Das Spektrum reicht von der Lampenforschung über Plasmachemie bis hin zu innovativen Verfahren der Oberflächenveredlung, schließlich Plasmatheorie und Plasmadiagnostik.

Mit Rückfragen wenden Sie sich bitte an Dr. Karsten Schröder, Tel: 03834 – 554 428