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  • Nachhaltige Entwicklung

    Schlagworte: Nachhaltige Verpackungskonzepte, Chitin, Chitosan, eBeam, Agrarfolie

    Hintergrund

    Kunststoffe dominieren den Verpackungssektor. Die Verwendung von Kunststoffen, insbesondere für Verpackungen und im Agrarsektor, wird jedoch aufgrund ihrer Langlebigkeit und der Herausforderungen beim Recycling zunehmend zu einer Herausforderung für die Umwelt. Mehr als die Hälfte der Lebensmittelverpackungen in Siedlungsabfällen enthält Produktreste, was das Recycling erschwert. In der Landwirtschaft besteht ein Problem bei der Steigerung der Recyclingrate darin, dass erschwingliche biologisch abbaubare Kunststoffalternativen nicht im Boden abgebaut werden, sondern industriell kompostiert werden müssen. Dazu kommt die Schwierigkeit, dass Verschmutzungen das Recycling von Agrarfolien erschweren. In der Folge landen fast 80 Prozent auf landwirtschaftlichen Feldern, Mülldeponien oder in der Natur.

    Zielsetzung

    Im Projekt RECOVER werden neue biotechnologische Lösungen entwickelt, bei denen Mikroorganismen, neuartige Enzyme, Würmer und Insekten verwendet werden, um Abfallströme aus herkömmlichen Kunststoffverpackungen und Agrarkunststoffen abzubauen. Dadurch werden auch neue Rohstoffe für die biobasierte Industrie wie Chitin/Chitosan geschaffen, was wiederum als hochwertiges Rohmaterial für Biokunststoffe in aktiven Verpackungen, verbesserten Mulchfolien und als Biodünger eingesetzt werden kann. Insbesondere die Entwicklung eines umweltfreundlicheren und ökonomisch sinnvollen Prozesses zur Extraktion von Chitin aus Insekten und der Umwandlung zu antimikrobiell aktiven Chitosan steht für das Sustainable Packaging Institute (SPI) an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen im Fokus. Beide Prozesse sowie die Verarbeitung des gewonnenen Chitosans für Anwendung in Verpackungen und Mulchfolien werden dabei mit Elektronenstrahlbehandlungen modifiziert.

    Forschungsschwerpunkt:

    NESP | Nachhaltige Entwicklung - Smarte Materialien und Produkte

  • Digitalisierung

    Forschungsprojekt der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

    Projektbeschreibung

    Hintergrund

    In den innovativen Industrieunternehmen wie denen in der Automobil- und der Luftfahrtbranche sind Kollaborationstechniken und -labore in verschiedenen Formen bereits seit Jahren im Einsatz. Was historisch mit Telefonkonferenzen statt Dienstreisen begann, hat mit den Fortschritten bei den Technologien wie PCs und Datenbreitband als auch bei der Software wie die Entwicklung vom Zeichenbrett über Computer Aided Design (CAD) hin zu Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) heute den Status normaler Werkzeuge für die interdisziplinäre Zusammenarbeit in diesen Unternehmen erreicht. Die Kollaborationstechniken sind häufig in extra Räumen installiert z. B. Videokonferenzanlagen und große VR-Labore. Andere Technik wie z.B. Chat-Programme kann jeder Mitarbeiter direkt am Arbeitsplatz nutzen. Ohne den Einsatz der digitalen Kollaborationstechniken wären die heute benötigten kurzen Entwicklungszeiten in vielen Industriebranchen nicht zu erreichen und auch die Fernwartung von Maschinen beim Kunden wäre für die Maschinenhersteller unmöglich.

    Zielsetzung

    Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll eine mobile Kollaborationsumgebung entwickelt werden. Diese Kollaborationsumgebung integriert die verschiedenen Technologien der grafischen Simulation VR und AR als auch bereits etablierte Verfahren wie die der Videoübertragung bzw. -konferenz und Chatprogramme in einem mobilen Koffersystem oder Flight Case. Mit dem mobilen System wird es möglich, an jedem beliebigen Ort in einer Hochschule eine Kollaborationsumgebung als Kollaborationslabor aufzubauen. Der digitalen Zusammenarbeit innerhalb einer Hochschule, mit anderen Hochschulen oder auch mit Unternehmen bei Industrieprojekten sind künftig örtlich keine Grenzen gesetzt.

    Schlagworte

    Virtual Reality, Augmented Reality, Kollaborationslabor, graphisches Simulation

    Forschungsschwerpunkt:

    DITI | Digitalisierung - IT-Security - Industrie 4.0

  • Digitalisierung

    Forschungsprojekt der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

    Projektbeschreibung

    Projektvorhaben

    In einem baden-württembergisches Konsortium aus 9 Universitäten und Hochschulen werden Schulungen zur Digitalisierung entwickelt. Dabei stehen neue Schulungs- und Qualifizierungsangebote zur Sammlung, Bewertung und Nutzung großer Datenmengen im Fokus, die in Unternehmen anfallen. Es werden ganz unterschiedliche Bildungsformate eingesetzt, wobei sich Online- und Präsenzelemente ergänzen. Die Weiterbildungsangebote richten sich speziell an mittelständische Unternehmen. Ziel ist es, die Kompetenz des Mittelstands in der Erfassung und Auswertung von massiven Datenmengen zu stärken. Die Unternehmen werden in Lage versetzt, aus den gewonnenen Daten die richtigen Schlüsse zu ziehen.

    Schlagworte

    Data Literacy, Data Science, Verarbeitung von Datenmengen, Weiterbildungsangebote, Digitalisierung

    Forschungsschwerpunkt:

    DITI | Digitalisierung - IT-Security - Industrie 4.0

  • Künstliche Intelligenz

    Forschungsprojekt der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

     

    Projektbeschreibung

    Hintergrund

    Bei Bauwerken sind auf Grund der hohen Beanspruchung regelmäßige Prüfungen des Zustandes erforderlich. Diese Prüfungen führen nicht nur zur Behinderung des Verkehrsflusses, sondern sind oft auch durch die subjektive Bewertung von Schadensbildern nicht miteinander vergleichbar. Dies führt dazu, dass Schäden nicht korrekt bewertet werden und somit Gegenmaßnahmen zu spät erfolgen. Zeit- und kostenaufwändige Sanierungsmaßnahmen von Verkehrswegen sind die Folge.

    Zielsetzung

    Durch künstliche Intelligenz soll eine maßgebliche Unterstützung bei der Abnahme, weiterführenden Prüfung und Instandhaltung von Infrastrukturbauwerken zu gewährleisten werden. Das hierfür zu entwickelnde Verfahren soll bestehende Prozessen der Bauwerksprüfung digitalisieren und automatisieren. Es soll ein Software-Tool erstellt werden, mit dem Aufnahmen von Schäden automatisch analysiert und bewertet werden können. Die Aufbereitung der Ergebnisse erfolgt prüfungsgerecht und BIM-fähig.

    Schlagworte

    Schadenserkennung, künstliche Intelligenz, Infrastruktur zum Datenmanagement, automatisierte Analyse

    Forschungsschwerpunkt:

    DITI | Digitalisierung - IT-Security - Industrie 4.0

  • Lebensmittel | Ernährung | Hygiene

    Forschungsprojekt der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

    Vorhaben:

     

    Schlagworte:

     

    Forschungsschwerpunkt:

    GEB | Gesundheit - Ernährung - Biomedizin

  • Stammzellforschung

    Forschungsprojekt der Hochschule Albstadt-Sigmaringen

    Zielsetzung

    Ziel des Vorhabens ist es, einen erstmals automatisierten Zellkultur-Roboter zum Kultivieren von iPS-Zellhauptkulturen zu entwickeln. Dieser soll es ermöglichen, zahlreiche iPS-Zelllinien gleichzeitig zu generieren und in Kultur zu halten. Die Kolonien sollen automatisch erfasst und mit einer Bildbearbeitungssoftware analysiert, segmentiert und lokalisiert werden. Anschließend sollen Die iPS-Zellkolonien automatisch per Laser in Teilstücke geschnitten und mittels Pipette passagiert werden. Auch das Auftragen einer extrazellulären Matrix und der Medienwechsel soll vollautomatisiert stattfinden.

    Schlagworte

    Zellkultur-Roboter, automatisierte Stammzellkultur

    Forschungsschwerpunkt:

    GEB | Gesundheit - Ernährung - Biomedizin

  • Biomedizin

    Titel englisch:

    Collaborative project: Establishment and validation of analytical methods for the detailed analysis of allergen profiles in foodstuffs and for the individual characterisation of its allergenic effect in patients (ALLERGEN-PRO) - subproject D

    Schlagworte:

    Lebensmittelsicherheit, food safety, Allergene, allergens, Diagnostik, diagnostics, Allergene, allergens, Allergie/Unverträglichkeitsreaktion, allergy/incompatibility response, Produktsicherheit, product safety, Allergene, allergens, Lebensmittelanalytik, food analysis, Ursache-Wirkungs-Beziehung, cause and effect-relationship, Verbraucherinformation, consumer information

    Vorhaben englisch:

    The project ALLERGEN-PRO has the overall goal to develop improved analytical methodologies based on PCR and mass spectrometric tools for the unambiguous identification and quantification of allergenic compounds from insects that are relevant for food production. The developed methods will be used by project partners in their routine analysis and proposed for enforcement purposes by official control laboratories. In addition innovative in vitro tests for the identification of allergen IgE/IgG epitopes in the insect proteome are developed. Those methods will improve food safety by providing the possibility for patients with allergic cross-reactions to shellfish and house dust mites to test a potential allergy to insects. For the first time a whole blood diagnostic system will be developed that will allow patients without any risk to determine if an allergy has been manifested or if it is just an intolerance without clinical symptoms. The new in vitro diagnostic tool will be used for the detection of clinically relevant allergic reactions in patients allergic against house dust mite using antigen–specific reaction of immune cells. The establishment of such diagnostic tools for different processed allergens in foods will be of benefit for patients to be informed about a clinically relevant food allergy. This research project will also deliver information about the clinical relevance of insect as a potential allergic food product. The project is divided in 6 work packages. In the project ALLERGEN-PRO qualitative and quantitative methods for the detection of insects and potential allergens thereof, respectively, developed and validated. In addition new in vitro diagnostic tools for the detection of IgE binding profiles and in vitro test systems established which will identify a clinically relevant food allergy.

    Vorhaben deutsch:

    Das Projekt ALLERGEN-PRO verfolgt das übergreifende Ziel, verbesserte analytische Methoden für einen sicheren Nachweis allergener Bestandteile von für die Lebensmittelherstellung relevanten Insekten auf Nukleinsäure- und Proteinebene mit Hilfe von modernen real time-PCR und massenspektrometrischen Verfahren in unterschiedlichen Lebensmittelmatrices zu entwickeln. Diese Nachweismethoden werden sowohl für Verarbeitungsbetriebe als auch für die amtliche Lebensmittelkontrolle bereitgestellt. Zudem werden im Projekt innovative, durchsatzfähige in vitro-Verfahren für die Identifizierung von allergenen IgE-/IgG-Epitopen in Insektenproteomen entwickelt, die eine verbesserte Sicherheit für Allergiker gewähleisten soll, indem eine schnelle und individuelle Risikoanalyse des allergenen Potentials dieser Proteine ermöglicht wird. Im Projekt wird auch erstmals an der Entwicklung eines in vitro-Testsystems gearbeitet, das es ermöglichen soll, mit minimaler Belastung des Patienten und ohne Risiko, zu ermitteln, ob der Patient allergisch ist oder nur eine Sensibilisierung ohne klinische Reaktionen aufweist. Im Projekt wird erstmals an der Entwicklung eines neuartigen in vitro-Diagnoseverfahrens zur Detektion klinisch relevanter allergischer Reaktionen in Hausstaubmilbensensibilisierten Patienten mittels antigen-spezifischer Reaktionen von Immunzellen gearbeitet. Die Etablierung dieser Analytik für unterschiedlich prozessierte Allergene in Lebensmitteln hilft dem betroffenen Allergiker im Alltag, wenn er weiß, ob er eine klinisch relevante Nahrungsmittelallergie hat. Das Forschungsvorhaben wird auch Untersuchungen hinsichtlich der Erfassung der klinischen Relevanz von Insekten als potentielles Nahrungsmittelallergen durchführen.

     

    Themenfelder:

    Gesundheitlicher Verbraucherschutz, health-related consumer protection

    Vorhaben

     

     

     

     

    Forschungsschwerpunkt:

    GEB | Gesundheit - Ernährung - Biomedizin

  • Nachhaltige Entwicklung

    Schlagworte: Nachhaltige Verpackungskonzepte, Chitin, Chitosan, eBeam, Agrarfolie

    Hintergrund

    Kunststoffe dominieren den Verpackungssektor. Die Verwendung von Kunststoffen, insbesondere für Verpackungen und im Agrarsektor, wird jedoch aufgrund ihrer Langlebigkeit und der Herausforderungen beim Recycling zunehmend zu einer Herausforderung für die Umwelt. Mehr als die Hälfte der Lebensmittelverpackungen in Siedlungsabfällen enthält Produktreste, was das Recycling erschwert. In der Landwirtschaft besteht ein Problem bei der Steigerung der Recyclingrate darin, dass erschwingliche biologisch abbaubare Kunststoffalternativen nicht im Boden abgebaut werden, sondern industriell kompostiert werden müssen. Dazu kommt die Schwierigkeit, dass Verschmutzungen das Recycling von Agrarfolien erschweren. In der Folge landen fast 80 Prozent auf landwirtschaftlichen Feldern, Mülldeponien oder in der Natur.

    Zielsetzung

    Im Projekt RECOVER werden neue biotechnologische Lösungen entwickelt, bei denen Mikroorganismen, neuartige Enzyme, Würmer und Insekten verwendet werden, um Abfallströme aus herkömmlichen Kunststoffverpackungen und Agrarkunststoffen abzubauen. Dadurch werden auch neue Rohstoffe für die biobasierte Industrie wie Chitin/Chitosan geschaffen, was wiederum als hochwertiges Rohmaterial für Biokunststoffe in aktiven Verpackungen, verbesserten Mulchfolien und als Biodünger eingesetzt werden kann. Insbesondere die Entwicklung eines umweltfreundlicheren und ökonomisch sinnvollen Prozesses zur Extraktion von Chitin aus Insekten und der Umwandlung zu antimikrobiell aktiven Chitosan steht für das Sustainable Packaging Institute (SPI) an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen im Fokus. Beide Prozesse sowie die Verarbeitung des gewonnenen Chitosans für Anwendung in Verpackungen und Mulchfolien werden dabei mit Elektronenstrahlbehandlungen modifiziert.

    Forschungsschwerpunkt:

    NESP | Nachhaltige Entwicklung - Smarte Materialien und Produkte

  • Nachhaltige Entwicklung

    Fuchsbau

  • Biomedizin

    Abstract

    Am 1. April 2019 startete das Verbundprojekt "InGel-NxG -Injizierbare, adaptive Hydrogele der nächsten Generation" an dem Prof. Dr. Dieter Stoll und Prof. Dr. Ingrid Müller aus der Fakultät Life Science beteiligt sind. InGel-NxG wird vom BMBF in der Linie ProMatLeben-Polymere über drei Jahre gefördert. Im Projekt werden in enger Zusammenarbeit von Forschungsinstituten, Pharma-, Biotech-  und Medizintechnikfirmen neue Hydrogele zur Freisetzung von Wirkstoffen  zur Therapie entzündlicher Gelenkerkrankungen entwickelt. Unsere Hochschule  wird im Projekt in enger Zusammenarbeit mit den Forschungsgruppen und den assoziierten Pharmapartnern an der Entwicklung von GMP konformen Produktions- und Abfüllprozessen für die neuartigen Wirkstoff- und Hydrogelkomponenten arbeiten.

     

    Projektbeschreibung –Teilprojekt HSAS FKZ: 13XP5086E

    Die Hochschule Albstadt-Sigmaringen wird zusammen mit dem assoziierten Industriepartner, der Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co. KG, den Transfer der Herstellungsprozesse der Hydrogele vom Labormaßstab in den Pilot- und Produktionsmaßstab übernehmen. Aufgrund der Komplexität der Hydrogel-Produkte sind beim Upscaling der Hydrogel-Produktion vor allem Anpassungen bei Transfer-, Mischungs- und Abfüllprozessen erforderlich. Die Integration von responsiven Wirkstoffpartikeln und Mikrobläschen in die dafür erforderlichen Produktionsprozesse muss entwickelt werden. Außerdem müssen Abfüllungsprozesse in geeignete Applikationssysteme und die Gefriertrocknung der Produkte in diesen Applikatoren etabliert werden.

    Intelligente Materialien zur Behandlung von Entzündungen der Gelenke

    Im Projekt soll eine Materialplattform zur lokalen Therapie volkswirtschaftlich bedeutender Leiden, wie entzündlicher Gelenkerkrankungen etabliert werden. Solche Entzündungen treten häufig im Verlauf einer Arthrose, zumeist in den Kniegelenken auf. Die Häufigkeit degenerativer Erkrankungen des Bewegungsapparats, wie z.B. von Arthrosen, nimmt aufgrund der demografischen Entwicklung in den westlichen Industrieländern kontinuierlich zu. In Deutschland leidet derzeit jeder vierte Erwachsene an einer Arthrose. Im Projekt werden neue Technologien entwickelt, die eine modulare Herstellung und Zulassung von sogenannten „Hydrogelen“ mit einstellbaren Materialeigenschaften als Medizinprodukt, Arzneimittel, Kombinationsprodukt oder Trägermaterial für zellbasierte regenerative Therapien ermöglichen.

    Ein Hydrogel ist dabei ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches Polymer. Dieses kann einen Wirkstoff aufnehmen und gezielt am Ort der Krankheit injiziert werden (siehe Abbildung). Die Abgabe des Wirkstoff soll dabei entweder rein passiv oder aber auch je nach Bedarf, d.h. durch den entzündlichen Prozess gesteuert abgegeben werden können. Eine optimale Dosierung ohne die Gefahr einer Überdosierung soll so ermöglicht werden. Darüber hinaus soll auch eine aktive Steuerung des Freisetzungsmechanismus etabliert werden, die durch den behandelnden Arzt vorgenommen werden kann. Mittels Ultraschall kann dieser den Zustand des Wirkstoffdepots überwachen und gleichzeitig, gezielt durch Ultraschallpulse die Freisetzung kontrollierter Mengen des Wirkstoffs einleiten. Diese Kombination aus Therapie und Diagnostik wird als „Theranostik“ bezeichnet.

    Das Projekt bündelt Kompetenzen von Partnern aus der Grundlagen- und angewandten Materialforschung sowie namhafte Unternehmen aus der Pharma-, Biotech- und Medizintechnikbranche. Im Erfolgsfall soll das neuartige Material klinisch geprüft und anschließend kommerzialisiert werden. Der Pharmastandort Baden-Württemberg wird dadurch nachhaltig gestärkt.

     

  • Wissenstransfer

  • Wissenstransfer

  • Wissenstransfer

  • Wissenstransfer

  • Wissenstransfer

  • Nachhaltige Entwicklung

  • Pharmatechnik

    Hintergrund

    Rekombinante monoklonale Antikörper (AK) werden zunehmend in der Therapie v. a. bei Tumor- und Autoimmunerkrankungen eingesetzt. Sie sind Hoffnungsträger für viele Patienten. Ein verstärkter Einsatz dieser teuren Wirkstoffe erfordert aber eine drastische Kostenreduktion in ihrer Produktion. Zur Herstellung von mAK werden überwiegend Chinese Hamster Ovary (CHO)-Zellen eingesetzt, die von Zulassungsbehörden als sicher eingestuft werden. CHO-Zellen sind jedoch natürlicherweise nicht auf die AK-Produktion spezialisiert. Die Natur hat in Jahrmillionen evolutionärer Entwicklung aber spezialisierte AK-Produzenten hervorgebracht, die Plasma-Zellen unseres Immunsystems.

    Vorhaben

    Im Verbundprojekt von HBC und HAS mit Boehringer Ingelheim, Signatope, NMI und Uni Ulm wollen wir diese evolutionäre Optimierung für die CHO-Zellen nutzen. In einem systematischen Ansatz werden grundlegende molekulare und zellbiologische Eigenschaften, die Plasma-Zellen auszeichnen, durch OMICS-Technologien im Vergleich zu CHO-Zellen analysiert. Mit diesem Wissen wird mit state-of-the-art Methoden wie CRISPR/Cas9 eine synthetische CHO-Plasma-Hybridzelllinie etabliert, die als Hybrid optimierte Fermentationseigenschaften einer CHO-Zelle mit evolutionär optimierten Produktions- und Sekretionseigenschaften humaner Plasmazellen vereint. Das Projekt trägt dazu bei, die Produktion von Biopharmazeutika zu optimieren und leistet so einen wichtigen Beitrag zur Kostenreduktion im Gesundheitssystem.

    Zielsetzung

    Ein neu generiertes CHO-Plasma-Zellhybrid soll am Ende des Projektes

    • die seit Jahrzehnten optimierten Fermentationseigenschaften einer CHO-Zelle mit den evolutionär optimierten Produktionseigenschaften humaner Plasmazellen verbinden,
    • deutlich höhere Produktionsausbeuten bei der Herstellung therapeutischer Antikörper ermöglichen,
    • die Grundlage für verbesserte zelluläre Produktionssysteme für Biopharmazeutika legen,
    • einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der Produktionskosten für moderne biotechnologische Wirkstoffe leisten und dadurch trotz zunehmendem Einsatz sehr spezifisch wirkender, rekombinant hergestellter Biotherapeutika eine Stabilisierung der Kosten im Gesundheitssystem ermöglichen.
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