Aeromedical FabLab
Am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin verbindet das Aeromedical FabLab Lebenswissenschaften und Technologie. Wir entwickeln Experimente und Anlagen, um wissenschaftliche Fragestellungen aus den verschiedenen Abteilungen des Instituts zu beantworten, und führen diese unter veränderten Schwerkraftbedingungen z.B. auf Zentrifugen, im Fallturm, während Parabelflügen und auf Höhenforschungsraketen durch. Auf der Grundlage jahrelanger Erfahrung und zahlreicher erfolgreicher Missionen liefern wir schnell Experimentequipment und -aufbauten unter Verwendung innovativer Technologien wie 3D-Druck und handelsüblicher Produkte.
Technologien für die Untersuchung von Modellsystemen wie Zellen und Organoiden unter realen und simulierten Weltraumbedingungen sind ein wichtiger Schwerpunkt unserer Arbeit. Dabei steht oft die Entwicklung kleinster Lebenserhaltungssysteme im Mittelpunkt, um lebendige Systeme im Weltall untersuchen zu können. In enger Zusammenarbeit mit den Abteilungen des Instituts, Universitäten und Industriepartnern entwickeln wir darüber hinaus Sensortechnologien für die Forschung und Entwicklung im Bereich der Humanwissenschaften. Außerdem treiben wir die Entwicklung von biologischen Lebenserhaltungssystemen mit einem geschlossenen Kreislauf voran, die für langfristige astronautische Weltraummissionen benötigt werden. Unsere Innovation, die DLR-C.R.O.P.®-Filtertechnologie, optimiert das Abfallrecycling für die Lebensmittelproduktion und kommt sowohl Weltraummissionen als auch der nachhaltigen Landwirtschaft auf der Erde zugute.
Unsere Arbeit unterstützt langfristige Weltraummissionen, fördert die Gesundheitsforschung und trägt zur nachhaltigen wirtschaftlichen Entwicklung auf der Erde bei.
Mikro- und Hypergravitation – von der Zelle bis zum Menschen
In Zusammenarbeit mit der Abteilung Angewandte Luft- und Raumfahrtbiologie entwickeln wir Mikro- und Hypergravitationsanwendungen für Zellen und höher organisierte Modelle wie Organoide. Dabei nutzen wir intern entwickelte und validierte bodengestützte Simulationsanlagen, die die Mikrogravitationsbedingungen wie sie in Schwerelosigkeit auftreten für Zellen, Organoide, kleine Pflanzen und Tiere nachbilden. Wir validieren und vergleichen diese Technologien mittels Bioassays und Experimenten auf realen Mikrogravitationsplattformen wie dem DLR MAPHEUS®-Höhenforschungsraketenprogramm. Hypergravitationsstudien und fortschrittliche Mikroskopie ergänzen unsere Forschung und schaffen ein einzigartiges Portfolio, das externen Kooperationspartnern und der Industrie zur Verfügung steht.
Gravitationsbedingte Veränderungen
Ein Forschungshighlight, das in Zusammenarbeit mit der Abteilung Angewandte Luft- und Raumfahrtbiologie umgesetzt wurde, ist die Identifizierung von gravitationsbedingten Veränderungen in der Physiologie, den Signalwegen und den Genexpressionsmustern von zellulären Systemen wie Nervenzellen oder auch grundlegenden Effekten auf die Fluidität von Membranen. Wir möchten verstehen, wie die Schwerkraft als einziger konstanter Reiz während der Evolution mit mechanosensitiven Ionenkanälen und der Zellmembran interagiert. Dabei möchten wir grundlegende Mechanismen der Schwerkraft- und der Mechanosensorik aufdecken, die die Zellmigration, -proliferation, -regeneration und -alterung beeinflussen. Eine zukünftige Herausforderung wird darin bestehen, unsere Erkenntnisse aus der Weltraumforschung in medizinische Anwendungen auf der Erde zu übertragen.
Bioregeneration
Mit dem C.R.O.P.®-Filter haben wir ein effizientes Biofiltersystem entwickelt, das aus stickstoffreichen flüssigen organischen Abfällen wie Urin oder Gülle Dünger herstellt. Auf dieser Grundlage möchten wir einen weltraumtauglichen Prototyp entwerfen, der auch Arzneimittelrückstände und Krankheitserreger zuverlässig entfernt. Außerdem möchten wir zusätzliche biobasierte Technologien für das Recycling anderer Materialien entwickeln, um den Ressourcenkreislauf im Weltraum zu schließen und eine Bioökonomie auf der Erde zu ermöglichen. Um diese Ziele zu erreichen, wird der C.R.O.P.®-Filter in das EDEN LUNA-Gewächshaus integriert, das Teil der LUNA Analog Facility in Köln ist.
Unser Wissen wird zur Entwicklung einer geschlossenen Infrastruktur beitragen, die ein gesundes Leben im Weltraum und auf der Erde unterstützt.
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