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Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Auxetische Membranen Ein Material, das dicker wird, wenn man daran zieht, scheint den Gesetzen der Physik zu widersprechen. Der sogenannte auxetische Effekt, der auch in der Natur vorkommt, ist jedoch für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. Eine neue, vor kurzem im Fachblatt «Nature Communications» veröffentlichte Studie der Empa zeigt nun, wie sich das erstaunliche Materialverhalten weiter steigern lässt – und sogar für die Behandlung von Verletzungen und Gewebeschäden genutzt werden kann. Die Natur macht es vor: Ein Kälbchen, das am […]

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Der Wundspion Ob eine Wunde unter einem Verband gut verheilt, lässt sich von aussen nicht erkennen. Empa-Forscher ermöglichen nun den Blick durchs Pflaster à la James Bond. Die verfeinerte Anwendung von Terahertz-Strahlung könnte im medizinischen Bereich die Analyse mehrschichtiger Gewebe voranbringen und bei der Wundbehandlung oder der Diagnostik von Blutgefässablagerungen zum Einsatz kommen. Ein Abend im Casino, der Spion im Smoking zieht das neueste Gadget aus der Tasche: eine blau getönte Brille. Und mit dem Blick durch die Spezialgläser vermag […]

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Orthopädische Schrauben aus Magnesium Wo Knochen bersten, müssen Chirurgen die Bruchstücke mit Implantaten zusammenfügen. Orthopädische Schrauben aus Magnesium, die sich mit der Zeit im Körper auflösen, ersparen Patienten eine weitere Operation nach der Heilung und mindern das Infektionsrisiko. Was mit derartigen Implantaten im Körper passiert, ist indes weitgehend unbekannt. Empa-Forscher analysieren die Korrosionsmechanismen von Magnesium, um optimale Legierungen und orthopädische Schrauben mit funktionalisierten Oberflächen zu entwickeln. Wenn Chirurgen nach einem Knochenbruch die Fragmente und Splitter des Knochens am ursprünglichen Ort […]

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Hormon-produzierende Schimmelpilze Das frühkindliche Leben im Mutterleib ist besonders empfindlich für die Wirkung von Umweltschadstoffen. Ein Team der Empa und der Universität Wien konnte nun erstmals nachweisen, wie sich ein Schadstoff aus Lebensmitteln – das Umweltöstrogen Zearalenon – im Mutterleib verbreitet und zu bedenklichen Stoffwechselprodukten umgewandelt wird. Fremdöstrogene werden über die Umwelt, insbesondere über die Nahrung, aufgenommen. Sie können als östrogenartige Substanzen den körpereigenen Hormonhaushalt tiefgreifend beeinflussen. Das weit verbreitete Lebensmittelöstrogen Zearalenon wird von Schimmelpilzen der Gattung Fusarium gebildet und […]

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Flexible, biokompatible Nanozellulose-Sensoren Blutwerte für die medizinische Diagnostik können auch ohne schmerzhaften Nadelstich ermittelt werden. Empa-Forscher entwickeln derzeit gemeinsam mit einem kanadischen Team flexible, bioverträgliche Sensoren aus Nanocellulose, die auf der Haut liegen. Die 3D-gedruckten Analysechips aus nachwachsenden Rohstoffen werden künftig sogar biologisch abbaubar sein. Die Idee, gesundheitlich relevante Werte im Körper über die Haut zu messen, ist bereits in der medizinischen Diagnostik angekommen. So können beispielsweise Diabetiker den Blutzucker schmerzfrei über einen Sensor ermitteln, anstatt sich in den Finger […]

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Safe-by-Design Winzige Partikel, die gegen Krebs wirken oder problemlos jede Grenzfläche innerhalb unseres Körpers durchdringen können, sind eine grosse Hoffnung für die Medizin. Was aber mit den Nanopartikeln im Gewebe passiert und ob sie am Ende gar selbst Krankheiten auslösen, ist noch kaum erforscht. Empa-Forscher haben innerhalb eines internationalen Konsortiums nun Richtlinien für die Nanomedizin erarbeitet, um sichere Nanopartikel entwickeln zu können. Nanomaterialien für die Medizin zu nutzen, liegt im Trend, etwa in der Krebstherapie oder in der Diagnostik von […]

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Warmasphalt erzeugt weniger Emissionen Brütende Hitze, heisse Dämpfe und laute Maschinen – das Asphaltieren von Strassen ist ein Knochenjob. Empa-Forschende haben analysiert, ob und wie viel schädliche Emissionen entstehen, wenn regulärer «Heissasphalt» oder aber sogenannter Warmasphalt verlegt wird. Resultat: Der ökologischere Warmasphalt sticht auch in Sachen Emissionen die herkömmliche Methode aus. Asphalt ist eine heisse Sache: Normalerweise wird er bei 160°C gemischt, transportiert und anschliessend von den Strassenbauern bei circa 150°C verlegt. Das ist nicht nur für die Arbeiter eine […]

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Bewegt zur richtigen Operation Ein Bandscheibenvorfall ist schmerzhaft – und die häufigste Ursache einer Operation an der Wirbelsäule. Doch ist die gewählte Behandlung immer die richtige? Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die klinische Entscheidungsgrundlage – der Vergleich zweier statischer Bilder – oftmals nicht ausreicht, um die beste Entscheidung für den Patienten zu treffen. Bei plötzlichen Schmerzen im Rücken ist oftmals ein Bandscheibenvorfall die Ursache. Die Bandscheiben sind eine Art Puffer zwischen den Rückenwirbeln und werden über die Jahre stark belastet. Werden […]

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Narbenbildung verhindern Schlecht heilende Wunden und starke Vernarbungen sind mehr als nur ein kosmetisches Problem; sie können die Beweglichkeit und Gesundheit eines Menschen deutlich beeinträchtigen. Empa-Forschende haben nun einen Schaumstoff entwickelt, der übermässige Narbenbildung verhindern und der Wundheilung auf die Sprünge helfen soll. Eine essenzielle Zutat: Kurkuma, der gelbe Ingwer. Eine Narbe am Ellbogen, die bei jeder Bewegung spannt, oder ein Fuss, an dem sich eine Wunde einfach nicht schliessen will – schlecht heilende Verletzungen sind eine verbreitete Ursache von […]

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Projekt Zurich Heart Das Herz stellt die moderne Medizin noch immer vor grosse Herausforderungen. Über zehn Millionen Menschen in Europa leiden an einer Herzschwäche, und nicht wenige davon brauchen ein Spenderherz. Um die Wartezeit zu überbrücken, werden ihnen künstliche Herzpumpen eingesetzt, Komplikationen sind dabei nicht selten. Das Projekt «Zurich Heart» unter Mitwirkung der Empa entwickelt Lösungen. Eine künstliche Herzpumpe ist für viele Patienten mit einer Herzinsuffizienz die Rettung – allerdings eine, die oft nicht ohne Nebenwirkungen bleibt. Es besteht die […]

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Kampf gegen Biofilme Biofilme sind enorm widerstandsfähige Ansammlungen von Keimen, die besonders in Spitälern zum Problem werden können. Wie ein einziges grosses Lebewesen breiten sie sich auf Wunden aus oder besiedeln Implantate und Medizinprodukte. Biomedizinische Materialien mit neuartigen Oberflächen sollen den Krankheitserregern Einhalt gebieten. Manch einer, der ins Spital muss, wird dort erst recht krank. Durchschnittlich sieben Prozent aller Patienten in Industrieländern sind von derartigen «nosokomialen» Infektionen betroffen. Auf Intensivstationen steigt das Risiko nochmals deutlich an. Schwere Erkrankungen bis hin […]

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Digitaler Zwilling für personalisierte Medizin Komplett virtuelle Doppelgänger sollen dereinst die Medizin revolutionieren. Empa-Forschende entwickeln bereits jetzt einen digitalen Zwilling, der massgeschneiderte Therapien ermöglichen soll. Ziel ist es, diesen Avatar anzeigen zu lassen, wie ein Schmerzpatient oder ein Diabetiker individuell behandelt werden muss. Dabei erlaubt der digitale Zwilling  auch eine personalisierte Prognose des Therapieverlaufs. Der Mensch ist erstaunlich individuell. Bei den Essgewohnheiten oder dem Filmgeschmack scheiden sich die Geister. Beim Kranksein aber, könnte man meinen, sind wir alle gleich. Es […]

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Empa entwickelt Lärmsimulation für Züge Der Zug rauscht heran, der Lärmpegel steigt, es dröhnt unangenehm in den Ohren, wenn die Waggons vorbeirattern. Ein paar Sekunden später ist der Spuk vorbei, die Lautstärke nimmt ab, und die Wagons verschwinden am Horizont. Was auf den ersten Blick wirkt wie die gewöhnliche Aufnahme eines vorbeifahrenden Zuges, ist in Wirklichkeit weit mehr. Weder die Geräusche, die man durch Lautsprecher oder Kopfhörer hört, noch die Bilder, die man sieht, sind echt: Alles entstand im Rahmen […]

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