Nach mehr als vier Jahren erfolgreicher grenzüberschreitender Forschungs- und Entwicklungskooperation haben die Core-Partner des Interreg VA Programms ROCKET (RegiOnal Collaboration on Key Enabling Technologies) beschlossen, das Konzept und die gewonnenen Erkenntnisse auch zukünftig in gemeinsame Projekte einfließen zu lassen, und somit das Follow-up Program ROCKET Reloaded ins Leben gerufen. Das ROCKET Reloaded Programm fördert die Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft zur Stärkung von Forschung, technologischer Entwicklung und Innovation. Es deckt das gesamte deutsch-niederländische Interreg VA Grenzgebiet zwischen Nordsee und Niederrhein ab und befasst sich mit Schlüsseltechnologien (Key Enabling Technologies, kurz KET) wie Nanotechnologie, Mikrosystemtechnik, Mikro- und Nanoelektronik, innovative Materialien und Werkstoffe sowie Photonik, die die technologische Grundlage für die Antworten auf die globalen Herausforderungen bilden. Im Rahmen dieses Interreg VA Programms wird auch das kürzlich im Januar 2020 gestartete Innovationsprojekt SkinBall (Skin Tumour Detection by using a Millimeter-Wave Photonic Spectroscopy System) finanziell von der Europäischen Union und den Interreg-Partnern unterstützt.

In jüngster Vergangenheit zeigte sich ein großes Interesse an der Erkennung und Behandlung verschiedener Krebsarten unter der Verwendung nichtionisierender elektromagnetischer Wellen. Es wurde gezeigt, dass Krebs den Wassergehalt der Haut verändert, was sich direkt auf die Permittivität der Haut auswirkt. Aus diesem Grund wurden Mikrowellen (300 MHz - 10 GHz) verwendet, um Brustkrebs und Lungenkrebs zu detektieren.

Millimeterwellen (mm-Wellen) im Bereich von 30-300 GHz haben im Vergleich zu Mikrowellen kürzere Wellenlängen und dringen daher nur wenige Millimeter in den menschlichen Körper ein. Dadurch sind sie in der Lage pathologische Veränderungen in den Hautschichten zu erfassen, die Ausgangsort der meisten Hauttumore sind. Weitere biomedizinische Anwendungen von mm-Wellen umfassen die Erkennung nichtinvasiver Zahnkaries, die Überwachung des Blutzuckers, die Beurteilung der Hornhauthydratation, die Überwachung der Wundheilung und die Beobachtung der menschlichen Vitalfunktionen. Obwohl diese Konzepte vielversprechend sind, sind erhebliche Herausforderungen zu bewältigen, um eine zuverlässige und stabile Überwachung mittels mm-Wellen zu gewährleisten. Dies beinhaltet auch die Entwicklung eines hochpräzisen Instrumentes zur Hautüberwachung.

Das SkinBall-Projekt wird zum ersten Mal ein solches mobiles mmW-SI-System (Millimeter-Wave Spectroscopy Imaging System) entwickeln, das auf fortschrittlichen photonischen Technologien und einem innovativen mm-Wellen-Systemkonzept basiert. Das mmW-SI-System wird verwendet, um die Permittivität der menschlichen Haut sowohl „in vivo“ als auch „in vitro“ zu überwachen. Dabei besteht die technologische Herausforderung darin, ein mobiles und hochauflösendes mmW-SI-System zu entwickeln, das über eine extrem große Bandbreite betrieben werden kann und gleichzeitig einen ausreichenden Kontrast für die zuverlässige Erkennung und Analyse von Hauttumoren bietet. Bei erfolgreicher Umsetzung unterstützt das SkinBall mmW-SI-System die Erkennung von Hauttumoren, wodurch die Anzahl unnötiger Biopsien potenziell verringert werden kann. Außerdem kann es Chirurgen dabei helfen, genaue Daten zur Größe und Tiefe der Tumore zu erlangen.

Das deutsche Hightech-Start-up Microwave Photonics GmbH koordiniert das interregionale Innovationsprojekt. „Die Mikrowellenspektroskopie liefert Informationen über die komplexe Permittivität der Haut. Zudem bietet sie aufgrund des Eindringens der Mikrowellenstrahlung in die Haut - zumindest prinzipiell - die Möglichkeit einer tiefenabhängigen Hautanalyse. Am Ende von SkinBall wollen wir ein Instrument vorstellen, das den Anforderungen einer zuverlässigen Erkennung von Hautkrebs entspricht“, berichtet Prof. Dr. Andreas Stöhr, Leiter des Lehrstuhls für Optoelektronik an der Universität Duisburg-Essen. Neben der Universität Duisburg-Essen sind weitere Partner aus dem deutsch-niederländischen Grenzgebiet zwischen Nordsee und Niederrhein an dem Projekt beteiligt:

Weitere Informationen und Kontakt: Andreas Stöhr und SkinBall-Webseite

                                                                                                                                                                                                                                                                    ​

​This project has received funding from the European Union and the Interreg partners within the European Interreg-V-A program “ROCKET Reloaded” .