Kompetenzen

Angewandte Analytik

Prof. Dr. rer. nat. Gereon Elbers
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 00E60

Laborleiter Ökologische Chemie, Umwelt- und Lebensmittelanalytik
T +49.241.6009 53714
F +49.241.6009 53199
elbers(at)fh-aachen.de

Arbeitsbereiche

Moderne instrumentell analytische Messmethoden sind inzwischen auf praktisch allen Gebieten der Entwicklung neuer Produkte und Produktionsmethoden unverzichtbar. Die Einsatzbereiche reichen von Qualitätskontrolle im Bereich der chemischen Industrie, Pharmazie, Lebensmitteluntersuchung über Bioanalytische Fragestellungen, Polymeranalytik bis hin zur Umweltüberwachung und Problemstellungen aus der Forensik  und Gerichtsmedizin.

Im Arbeitsgebiet Angewandte Analytik stehen zahlreiche Messverfahren zur Verfügung, die sowohl in der Lehre wie auch bei der Bearbeitung von F&E Projekten eingesetzt werden. Dazu gehören u. a. moderne Verfahren der Chromatographie wie Ionenchromatographie, Gaschromatographie/Massenspektrometrie, HPLC, elektrochemische Methoden wie Polarographie und Ionenenselektive Elektroden, sowie Molekül- und Atomspektroskopie (Nahinfrarotspektroskopie, MALDI-TOF Massenspektrometrie, UV/VIS…). Die in der jüngeren Vergangenheit bearbeiteten Forschungsprojekte befassen sich u.a. mit der Entwicklung von spektroskopischen Untersuchungsverfahren für Biogas und Bioaerosole. 

Projekte

> Ermittlung von Wirkschwellen für luftgetragene Schadstoffe an Gräsern mit der NIR-Spektroskopie

> Nahinfrarotspektroskopische Charakterisierung von Schwebstaub zur Herkunftsbestimmung

> Phytoplanktonanalyse mit Hilfe von Nahinfrarotspektroskopie

> Entwicklung eines Messverfahrens zur Schnellerkennung frostgeschädigter Zuckerrüben mit der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)

> Untersuchung der Gas- und Substratphase von Biogasanlagen mit der NIR-Spektroskopie

> Charakterisierung von Bioaerosolen mit NIRS und MALDI-TOF-Massen-spektrometrie

 

Wissenschaftlicher Werdegang

> WS 1977 – WS 1979:  Grundstudium der Chemie, Universität Essen

> SS 1980 – WS 1981: Hauptstudium der Chemie, Universität Münster

> Feb. 1982 bis Sept. 1982:  Anfertigung der Diplomarbeit am Institut für Physikalische Chemie der Universität Münster

> Okt. 1982 – Juli 1986:  Anfertigung der Doktorarbeit am Institut für Physikalische Chemie der Universität Münster

> Aug. – Nov. 1986: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Physikalische Chemie der Universität Münster

> Dez. 1986 – Feb. 1994: Tätigkeit bei der Landesanstalt für Immissionsschutz des Landes NRW (heute Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz), u.a. Laborleitung Spezialanalytik, Entwicklung von Messverfahren

> Seit März 1994: Prof. an der FH-Aachen, Jülich, Lehrgebiet: Ökologische Chemie

Betreuung zahlreicher Diplom-, Bachelor- und  Masterarbeiten, davon 8 ausgezeichnet mit dem Max-Buchner Preis der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie eV.

2005: Nominierung für den „Internationalen  Rheinlandpreis für Umweltschutz“ durch das BMBF

Bioinformatik

Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Heiden
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Sankt Augustin, Raum C 261

Lehrgebiet Hypermedia- und Multimedia-Systeme
T +49.2241.865 214   
F +49.2241.865 8214
wolfgang.heiden(at)h-brs.de

Biomaterialien

Prof. Dr.-Ing. Mehdi Behbahani
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E12

Laborleiter Biomaterial und Mitglied des Instituts für Bioengineering
T +49.241.6009 53727
behbahani(at)fh-aachen.de

Biomechanik

Prof. Dr.-Ing. Manfred Staat
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E12

Laborleiter Biomechanik, Mitglied des Instituts für Bioengineering
T +49.241.6009 53120
F +49.241.6009 53199 
m.staat(at)fh-aachen.de

Kompetenzen: Mechanik, Biomechanik, Numerik

Optimierung in der Mechanik:

  • Strukturoptimierung, Topologieoptimierung 
  • Traglast- und Einspielanalyse: Plastischer Kollaps, Kurzzeitermüdung (LCF), Ratchetting, Zähbruchmechanik 
  • Strukturzuverlässigkeit: First and Second Order Reliability Method (FORM/SORM), Probabilistische Bruchmechanik, Stochastische Optimierung 
  • Materialmodelle: Identifikation und Parameterschätzung

Optimierung in der Biomechanik: 

  • Funktionelle Anpassung: weiches und hartes Gewebe, Bone Remodelling
  • Biomechanische Mehrkörpersysteme (MKS): Berechnung von Muskel- und Gelenkkräften, Rehabilitation, Sportbiomechanik, Ergonomie, Unfallbiomechanik
  • Modelle biologischer Materialien: Identifikation und Parameterschätzung

Was wir bieten

  • Beratung, Studien und Entwicklung von Methoden und Software zu unseren Forschungsschwerpunkten (teilweise im Aufbau) 
  • Langjährige Erfahrung auf den Gebieten Finite Elemente Methode (FEM), Materialtheorie, Traglast- und Einspielanalyse in Struktur- und Bruchmechanik 
  • Erfahrung als Partner und als Koordinator von europäischen und nationalen Projekten und Studien mit industriellen Partnern, Universitäten und Forschungseinrichtungen 
  • Unsere Mitarbeit in Forschungs- und Entwicklungsprojekten in Mechanik und ihren Grenzgebieten

Naturwissenschaftliche und technische Probleme mussten früher so idealisiert und vereinfacht modelliert werden, dass sie lösbar wurden. Das änderte sich mit Entwicklung numerischer Verfahren wie der Finite Elemente Methode (FEM). Dabei wird das zu berechnende Gebiet wie mit Lego-Steinen aus Finiten Elementen aufgebaut. Diese Bausteine sind so einfach, dass man Ihre Lösung kennt. Die Gesamtlösung baut sich aus den Einzellösungen auf.
Die schnelle Entwicklung der Informatik erlaubt heute sehr detaillierte Lösungen mit Millionen von Finiten Elementen. Ein so großer Baukasten läßt sich nur noch mit High Performance Computing handhaben. Daneben berücksichtigt man mit Erfolg, dass viele Probleme nichtlinear sind und dass oft verschiedene Effekte gleichzeitig wirken. Hatte man zunächst Struktur, Strömung und Temperatur getrennt modelliert, so werden sie heute zunehmend gekoppelt gerechnet. In Zeiten des globalen Wettbewerbes und angesichts knapper Ressourcen wird die Frage nach der besten Lösung immer interessanter. Solche Optimierungsprobleme lassen sich erst für relativ kleine Problemgrößen lösen.

In einem europäischen Forschungsprojekt verbinden wir die nichtlineare FEM mit der Optimierung. Wir fragen nach der maximalen Tragfähigkeit von Bauwerken, Maschinen und Apparaten. Ausgestellt wird das Beispiel einer hoch beanspruchten Verdichterscheibe der Firma DEMAG DELAVAL, Duisburg. Eine größere Tragfähigkeit erlaubt höhere Drehzahlen mit besserem Wirkungsgrad. Das schafft Wettbewerbsvorteile und schont die Umwelt. 

Projekte und Kooperationen

 

In einem europäischen Forschungsprojekt verbinden wir die nichtlineare FEM mit der Optimierung. Wir fragen nach der maximalen Tragfähigkeit von Bauwerken, Maschinen und Apparaten. Ausgestellt wird das Beispiel einer hoch beanspruchten Verdichterscheibe der Firma DEMAG DELAVAL, Duisburg. Eine größere Tragfähigkeit erlaubt höhere Drehzahlen mit besserem Wirkungsgrad. Das schafft Wettbewerbsvorteile und schont die Umwelt.  

Projekte:

WEBD: Web based training of biomedical specialists

LISA: FEM-based limit and Shakedown Analysis for Design and Integrity Assessment in European Industry

Kooperationen:

  • Firmen: INTES, Stuttgart, Siemens/Framatome ANP, Erlangen, Demag Delaval/Siemens , Duisburg, FEV, Aachen, Electricité de France (EDF), Bureau Veritas, Paris, NEC, St. Augustin
  • Universitäten: Chemnitz, Duisburg-Essen, RWTH Aachen, Sherbrooke (CA), Lüttich (BE)
  • Forschungszentren: Jülich, Geesthacht
  • Ford Forschungszentrum Aachen

 

Bioorganik

Prof. Dr. rer. nat. G. E. Jeromin
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E07

Laborleiter Organische Chemie
T +49.241.6009 53154
F +49.241.6009 53199
jeromin(at)fh-aachen.de

Biophysik

Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerhard M. Artmann
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E11

Sprecher der KOPF, Leiter des Labors für Zellbiophysik und des Instituts für Bioengineering
T +49.241.6009 53028
F +49.241.6009 53864
artmann(at)fh-aachen.de

Das Projekt Ureplace

UREPLACE – Ersatz für den Harnleiter

Das UREPLACE-Projekt des Labors für Zellbiophysik beschäftigt sich im Rahmen der Regenerativen Medizin und des Tissue-Engineerings mit der Rekonstruktion des Ureters (Harnleiter). Diese bilden die Verbindung zwischen der Niere und der Harnblase und dienen dem Transport des anfallenden Urins hin zur Blase. Dieser aktive Transportprozess basiert auf einem peristaltischen Effekt, den man unter anderem auch aus dem Oesophagus (Speiseröhre) kennt. Dieses Projekt wird von verschiedenen Projektpartnern aus der Medizin, der Forschung und der Industrie gemeinsam bearbeitet, um möglichst viele Kompetenzen zu bündeln. Zahlreiche Krankheitsbilder, die zum Teil schon in der menschlichen Entwicklungsphase auftreten, können die Funktionalität des Ureters einschränken.

Zwischenschritt in der Entwicklung des Bioreaktors zur Züchtung einer tubulären Struktur, die in der Lage ist den Ureter hinreichend zu ersetzen.

Letztendlich fließen alle neuen Erfahrungen und Erkenntnisse in die Weiterentwicklung der Biomaterialien und des Bioreaktors ein, die die Regenerative und personalisierte Medizin damit einige weitere große Schritte voranbringen.

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen des PROgramms "Förderung der Erhöhung der INNOvationskompetenz mittelständischer Unternehmen"

Dabei kann es im äußersten Fall zum Verlust der Ureter wie auch der Nieren kommen. Bis heute gibt es nur unzureichende Methoden, um den Betroffenen zu helfen. Zur Zeit verwendet man textile tubuläre Strukturen, Stücke des Dünndarms und bei Frauen zum Teil auch Stücke der Eileiter, um die fehlerhaften Stellen zu überbrücken. Diese Alternativen führen jedoch zu weiteren Problemen; am häufigsten treten Restriktionen, Entzündungen und eine erhöhte Steinformation an den Transplantaten auf. 
Eine Herausforderung ist nun die Züchtung einer tubulären Struktur, die in der Lage ist den Ureter hinreichend zu ersetzen. Dies erfordert – und wird bei diesem Ansatz weltweit erstmalig durch das LZBP realisiert – eine Peristaltik des Ersatz-Ureters, für den aktiven Transport des Urins. 

Als Basismaterial für die Züchtung des Ureters wird eine drei-dimensionale Kollagenmatrix verwendet. Darauf werden körpereigene Zellen des Patienten dynamisch in einem Biorektor kultiviert. Im Wesentlichen dient diese Zellkultivierungsmethode einem gezielten Zelltraining, welches physiologische Muskelzellschichten ausbildet, die zu einer gerichteten Kontraktion der tubulären Struktur führen. 
Da die Peristaltik der wohl wichtigste Aspekt in diesem Zusammenhang ist, ist es auch notwendig, die verschiedenen mechanischen Parameter und Größen zu verstehen und nachzuempfinden. Dafür beschäftigt sich eine Arbeitsgruppe der Biomechanik der FH Aachen mit verschiedensten Simulationen und Werkstofftests. 

Status der Zellbesiedelung (HBdSM-Zellen) auf einem unbehandelten Vicrylscaffold nach einem Tag. Erkennbar ist, dass die Zellen sich großflächig an den Fasern angesiedelt haben und bereits ein enger Kontakt der Zellen untereinander besteht. Im weiteren Verlauf der Besiedelung werden die Maschen vollständig überwunden.

Das Projekt Enceladus Explorer

Enceladus Explorer

 

Bei dem Projekt Eceladus Explorer geht es um eine Weiterentwicklung der Einschmelzsonde "IceMole", die Prof. Dr.-Ing. B. Dachwald als Projektleiter zur Erforschung von Polarregionen, Gletschern und extraterrestrischen Regionen entwickelt hat. In die Sonde wird ein sauberer Eiskern eingezogen, um diesen mit Messinstrumenten zu analysieren. Der Vortrieb erfolgt durch eine Eisschraube und durch Schmelzen des Eises.

Das Projekt Enceladus Explorer erfolgt in Zusammenarbeit mit Prof. Dr.-Ing. B. Dachwald vom Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der FH Aachen sowie  Dr. I. Digel vom Fachbereich Medizintechnik und Technomathematik, Labor für Zell- und Mikrobiologie der FH Aachen. Dr. I. Digel beschäftigt sich innerhalb dieses Projekts um die Dekontamination der Sonde.

Prof. Dr. G. Artmann arbeitet mit seinem Team an der Entwicklung eines akustischen Navigationssystems, das es ermöglicht, eine Umfelderkundung
durchzuführen, die das Erkennen von Hindernissen und die Identifikation von
fließendem Wasser sowie Spalten im Eis ermöglicht. Akustische Elemente auf
Piezobasis sollen verwendet werden, um vom Kopf des IceMole (IM) Signale im
kHz bis MHz Bereich auszusenden. Hierdurch lassen sich sowohl die benötige
Reichweite als auch die entsprechende Auflösung einstellen. Änderungen des
schallleitenden Mediums führen zu Reflektionen, deren Stärke in
charakteristischer Weise vom Material abhängt. Mit Hilfe mehrerer
Sensor/Emitter soll eine ortsaufgelöste gezielte Naherkundung des Materials vor dem IceMole durchführt werden, um beispielsweise Steine oder Luft- bzw.
Wasser-führende Spalten/Luftspalten zu erkennen. Das
Durchdringungsvermögen von Ultraschall in Eis ist sehr groß, sodass eine
frühzeitige Erkennung von Hindernissen und somit die rechtzeitige Möglichkeit
ein Ausweichmanöver einzuleiten, gegeben ist. Zudem geben die Daten exakte
Hinweise darauf, wie nah und in welchem winkel man sich einer Wasserspalte
oder einer Luftspalte genähert hat.

Die Entwicklung eines geeigneten Navigationssystems für das IceMole System
eröffnet eine Vielzahl an möglichen terrestrischen Anwendungen dadurch dass
wissenschaftliche Sensoren gezielt im Eis positionieren zu können. Dies
ermöglicht die Untersuchung auch von tiefen Eisschichten im Rahmen von
glaziologischer, biologischer und Klimaforschung. Die Navigation liefert auch
Daten über jegliche Art von Verschmutzung im Eis, Steine, Steiunverteilung,
Klüfte, Blasen, Hohlräume, Grenzflächen, Wasserläufe, Luftspalten und
möglicherweise vieles mehr. U.U. kann auch eine Wiederfindung
eingeschlossener Gegenstände im Eis realisiert werden (z.B abgebrochene
Bohrköpfe vorheriger Missionen, Sonden, `Ötzis`, Mammuths etc.).

 

Gentechnik

Prof. Dr. rer. nat. M.-P. Weißhaar
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Rheinbach, Bauteil A, Raum A 220

Lehrgebiet Mikrobiologie, Biochemie, Gentechnik
T +49.2241.865 519  
F +49.2241.865 8519
maria-paz.weisshaar(at)h-bonn-rhein-sieg.de

Graphische Datenverarbeitung

Prof. Dipl.-Inform. Ingrid Scholl
FH Aachen, Eupener Str. 70 Raum 036

Graphische Datenverarbeitung
T +49.241.6009 52177
F +49.241.6009 52190
scholl(at)fh-aachen.de

Immunologie & Zellbiologie

Prof. Dr. Harald Illges
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Rheinbach, Bauteil A, Raum A 218

Lehrgebiet Immunology & Cell Biology
T +49.2241.865 570  
F +49.2241.865 8570
harald.illges(at)h-brs.de

Klinische Forschung

Prof. Dr. Dr. Dipl. Chem. A. Pfützner
ikfe GmbH - Institut für klinische Forschung und Entwicklung

Geschäftsführer ikfe GmbH
T +49.6131.57636 0
F +49.6131.57636 11 
andreasp(at)ikfe.de

Mathematische Modellierung

Prof. Dr.-Ing. Konstantin Kotliar 
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01B21

Medizinische & Molekulare Biologie

Prof. Dr. Dr. A. (Temiz) Artmann
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E10

Laborleiterin Medizinische & Molekulare Biologie, Mitglied des Instituts für Bioengineering
T +49.241.6009 53922
F +49.241.6009 53273
a.artmann(at)fh-aachen.de

Das Projekt CARA

Der frühe Vorzeitige Blasensprung (fVBS) ist die Ruptur der Fruchtblase vor dem eigentlichen Geburtsbeginn und vor Erreichen der Neugeborenenreife. Er stellt den Hauptgrund aller Frühgeburten dar und verkörpert medizinisch und wirtschaftlich eines der größten klinischen Probleme in der Geburtshilfe unserer Zeit. Im Projekt CARA wird eine die fetale Eihaut nicht durchdringende und berührungslos arbeitende optische Sonde für den klinischen Einsatz zur Prognose des Risikos einer Frühgeburt bei Schwangeren entwickelt. Mit der erfolgreichen Umsetzung des Projekts kann es gelingen, das Risiko von Frühgeburten zu prognostizieren. Damit wäre ein hoher sozioökonomischer Nutzen für die Gesellschaft erzielt und es würde einem uralten Leid eine rechtzeitige Diagnose und Risiko-Quantifizierung entgegengesetzt. Das Projekt wurde von Dr. med. M. Valter (Mediziner, Harvard-Absolvent, ehemals am MIT in Boston tätig und heute Geschäftsführender Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe der Uni-Kliniken Köln), Frau Prof. Dr. Dr. A. Artmann (Ärztin und Biochemikerin, IfB Labor für Medizinische & Molekulare Biologie) und Prof. Dr. rer. nat habil. G.M. Artmann (Physiker, IfB Labor für Biophysik) angeregt und wird von Partnern des IfB, der Uni Köln und Lübeck und Industriepartnern bearbeitet.

lesen Sie mehr zum CARA-Projekt

Das Projekt CardiaKytos

Personalisierte Medizin - Wirkstoffanpassung mit CardiaKytos

Laut Robert KochInstitut belegen in Deutschland die Hypertonie Platz 4 und Herz-Kreislauferkrankungen mit Todesfolge Platz 2 auf der Todesrisikoliste. Es wird eine prozentuale Zunahme an Herzinfarkten von 109% bis 2050 veranschlagt. Eine Verbesserung der Behandlungsmaßnahmen würde zu einer starken Kostenreduzierung im Gesundheitswesen führen und die Situation einer Vielzahl von Patienten verbessern helfen. Die personalisierte Medizin ermöglicht die Entwicklung von gezielten Therapien mit körpereigenem Material - wie zum Beispiel Stammzellen. Diese Therapien weisen generell tendenziell geringere Risiken für Nebenwirkungen oder Abstoßung auf.

lesen Sie mehr zum Projekt CardiaKytos

Medizinische Physik

Prof. Dr. Karl Ziemons
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01F19

Laborleiter Medizinische Physik
T +49.241.6009 53960
k.ziemons(at)fh-aachen.de

Mikrobiologie & Biotechnologie

Prof. Dr. rer. nat. habil. Dieter J. Reinscheid
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Rheinbach, Bauteil A, Raum A 204

Lehrgebiet Mikrobiologie & Biotechnologie
T +49.2241.865 588  
F +49.2241.865 8588
dieter.reinscheid(at)h-brs.de

Raumfahrttechnik

Prof. Dr.-Ing. Bernd Dachwald
FH Aachen, Hohenstaufenallee 6, 52064 Aachen, Büro 02103

Raumfahrttechnik
T +49.241.6009 52343
F +49.241.6009 52680
dachwald(at)fh-aachen.de

Zell- und Mikrobiologie

Dr. Ilya E. Digel
FH Aachen, Campus Jülich, Raum 01E11

Laborleiter Zell- und Mikrobiologie und Mitglied des Instituts für Bioengineering
T +49.241.6009 53862
F +49.241.6009 53864
digel(at)fh-aachen.de

Forschungsprojekte Zell- und Mikrobiologie

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