Moderne medische en biologische apparaten vereisen oppervlakken die niet alleen zeer biocompatibel en beschermend zijn, maar waarin men ook verschillende slimme medische functies kan coderen, zoals antibacteriële of ontstekingsremmende eigenschappen, medicijnelutie/medicijnafgifte, weefselherstelfuncties, slimme detectie en andere. Integratie van dergelijke functies met biosurfaces en bio-interfaces vereist engineering op nanoschaal door chemische functionalisatie en biomoleculaire enting. Deze technieken worden samen met specifieke productieroutes voor componenten, inclusief 2D- en 3D-ontwerp, bestudeerd in IMOMEC als onderdeel van de basisonderzoeksactiviteiten of in samenwerking met verschillende industriële en academische partners uit medische domeinen. Voorbeelden van slimme biosurfaces zijn de nieuwe generatie stents met bepaalde biomoleculen gebonden aan het oppervlak, medische implantaten, antibacteriële coatings, nanodeeltjes voor medicijnafgifte en detectie enz. In de meeste toepassingen gebruiken we koolstofgebaseerde coatings met de nadruk op nanokristallijn diamant dat zeer biocompatibel, optisch transparant, mechanisch, biologisch en chemisch resistent is en door zijn eenvoudige koolstofchemie immobilisatie van een reeks geschikte biomoleculen mogelijk maakt.

We hebben aanzienlijke expertise in het gebruik van biomoleculen of moleculair bedrukte polymeren (MIP's) als receptoren om doelmoleculen in verschillende complexe media te detecteren. Wat biomoleculen betreft, heeft IMO-IMOMEC een track record in het selectief en plaatsgebonden modificeren van nanobodies. Deze klasse van eiwitgebaseerde receptoren is afgeleid van antilichamen met een zware keten, maar biedt enkele belangrijke voordelen ten opzichte van hun natuurlijke tegenhangers. Nanobodies vertonen een verhoogde stabiliteit en zijn gecodeerd door één enkel gen, wat hun modificatie en expressie in een biotechnologische context vergemakkelijkt. MIP's daarentegen zijn synthetische receptoren die kunnen worden gebruikt als alternatief voor natuurlijke receptoren zoals antilichamen, enzymen, cellen enz. Je kunt de technologie vergelijken met de unieke combinatie van een slot en een sleutel. Omdat een MIP is ontworpen om zich aan één specifieke analyt te hechten, kan het fungeren als een selectieve en zeer gevoelige sensor die relevant is voor voedsel-, gezondheids- en milieuveiligheid. Op MIP gebaseerde sensoren kunnen bijvoorbeeld in- of atline worden gebruikt om extreem lage concentraties van doelsoorten te detecteren om procesparameters te bewaken of om contaminanten in de aanvoerlijn en afvalstromen te detecteren en om de kwaliteit van de grondstoffen en producten in de voedingsindustrie te controleren, bijvoorbeeld om agentia zoals peptiden in melk, resterende pesticiden in water dat wordt gebruikt voor het reinigen van groenten of hormonen in biologische monsters te detecteren.

Deze onderzoeksactiviteit is voornamelijk experimenteel en bevindt zich op het snijvlak tussen vloeistofdynamica, biologie en microtechnologie. Het richt zich op de vertaling van biosensing concepten naar microfluïdische of mesofluïdische systemen, gebruik makend van onze expertise in geavanceerde microfabricage technieken voor polymeren, glas, diamant en silicium. Nieuwe benaderingen voor oppervlaktefunctionalisering worden voortdurend ontwikkeld in combinatie met microfluïdische technologie voor geminiaturiseerde en multi-analytische detectie.