Von Ideen zu Lösungen

Sechs Projekte erhielten dieses Jahr Unterstützung aus dem Chancellor's Innovation Fund (CIF), und zum ersten Mal in der Geschichte des CIF erhalten die Preisträger zusätzliche Ressourcen durch den 2ndF Research Commercialization Fund des lokalen Unternehmers und Investors Bill Spruill.

An der NC State werden regelmäßig große Ideen geboren. Bill Spruill weiß das – deshalb hat er beschlossen, der Universität fast eine Million Dollar zur Unterstützung des Chancellor's Innovation Fund (CIF) zu spenden.

Ab diesem Jahr wird der 2ndF Research Commercialization Fund von Spruill den jährlichen Preisträgern des CIF zusätzliche Unterstützung bieten.

„Als ich mir anschaute, wo das nächste SAS, wo der nächste Cree (jetzt Wolfspeed) und wo die nächsten Quintiles (jetzt IQVIA) herkommen könnten, halte ich es für eine Selbstverständlichkeit, sich auf die NC State-Technologie zu konzentrieren“, sagte Spruill Nachrichten & Beobachter. „NC State ist der Ort, an dem wir die vielversprechendste Technologie im Bundesstaat entwickeln.

Der 2ndF Research Commercialization Fund hat sich verpflichtet, in den nächsten drei Jahren 900.000 US-Dollar an finanzieller Unterstützung bereitzustellen.

„Die Umwandlung der universitären Forschung in kommerziell tragfähige Unternehmen ist für North Carolina der beste Weg, ein global wettbewerbsfähiger Moloch in der Personalentwicklung, der Schaffung von Wohlstand und der wirtschaftlichen Entwicklung zu sein“, sagt Spruill, ein Tech-Erfinder, der zum Investor und Philanthrop aus Goldsboro, North Carolina, wurde .

„Wir sind dankbar für die großzügige Unterstützung von Bill und dem 2ndF-Team und freuen uns, seine Spende zur Erweiterung des Chancellor's Innovation Fund-Programms zu nutzen“, sagt Amy Parker, stellvertretende Direktorin für Forschungskommerzialisierungsprogramme im Office of Research der NC State University Vermarktung. „Zusätzlich zu den bereitgestellten Mitteln werden das Branchenwissen und die Verbindungen, die 2ndF mit CIF-finanzierten Forschern teilen kann, die möglicherweise zum ersten Mal eine Kommerzialisierung erforschen, von entscheidender Bedeutung sein, wenn wir daran arbeiten, Innovationen des NC State erfolgreich auf den Markt zu bringen.“

Das 2010 gegründete CIF vergibt Unterstützung für kurzfristige, kommerziell ausgerichtete Forschungsprojekte. Jedes Jahr werden einige vielversprechende Vorschläge auf der Grundlage ihrer Markterfolgswahrscheinlichkeit sowie ihres potenziellen gesellschaftlichen Nutzens ausgewählt.

Das CIF möchte dieser Forschung helfen, die Lücke zwischen öffentlicher und privater Finanzierung zu schließen. Für jeden Dollar, den das CIF vergibt, generiert es fast 20 US-Dollar an zusätzlicher Finanzierung oder Investition.

Bisher hat das CIF fast 4,5 Millionen US-Dollar für 75 Projekte bereitgestellt – die über 78 Millionen US-Dollar an Folgefinanzierungen erhalten haben. Diese Projekte haben zu 34 Startup-Unternehmen, 63 Kommerzialisierungsvereinbarungen und Lizenzeinnahmen in Höhe von 2,5 Millionen US-Dollar geführt.

Die diesjährigen CIF-Preisträger arbeiten an einem tragbaren EKG für Hunde, besseren Möglichkeiten, Kohlendioxid einzufangen und DNA zu synthetisieren oder zu modifizieren, neuen Werkzeugen, um Pflanzenkrankheiten und Brückenversagen früher zu erkennen, und einer bahnbrechenden Technik, die dazu beitragen könnte, die Kosten drastisch zu senken modernste Krebsbehandlung.

Lesen Sie weiter, um mehr über die diesjährigen CIF-Projekte zu erfahren.

Heutzutage kann eine Armbanduhr Ihre Herzfrequenz verfolgen, Ihren Blutsauerstoffgehalt messen und Ihnen sogar einen Elektrokardiogrammtest (allgemein als „EKG“ oder „EKG“ abgekürzt) durchführen. Und viele Tierhalter wünschen sich wahrscheinlich, dass sie es sich leisten könnten, den Gesundheitszustand ihres pelzigen Freundes auf die gleiche Weise auch in Echtzeit zu verfolgen. Dank David Roberts und Alper Bozkurt können sie es vielleicht eines Tages schaffen.

Roberts, außerordentlicher Professor am Fachbereich Informatik, und Bozkurt, angesehener Professor am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik und Co-Direktor des ASSIST Center und IConS, haben einen Algorithmus entwickelt, der die Herzaktivität bei Hunden überwachen kann – konsistent mit einem EKG – unter Verwendung von Trägheitssensoren, die bereits in heute auf dem Markt erhältlichen Haustier-Aktivitäts-Trackern eingesetzt werden. Ihre Software ermöglicht die EKG-Messung über vorhandene kostengünstige, generische Hardware. All dies bedeutet, dass Sie möglicherweise die Herzgesundheit Ihres Hundes viel besser im Auge behalten können, indem Sie einfach ein kostengünstiges Gerät an dessen Halsband befestigen.

Die CIF-Unterstützung wird genutzt, um den Proof-of-Concept von Bozkurt und Roberts auf eine größere, vielfältigere Hundepopulation auszudehnen und das System an anderen im Handel erhältlichen Halsbändern zu testen, was den Versand von Mustern an potenzielle Partner einschließt.

Traditionelle Kraftwerkstypen werden nicht so schnell verschwinden. Auch wenn neue, umweltfreundlichere Energieformen wie Wind und Sonne weiter auf dem Vormarsch sind, scheint die Verbrennungskraft auf absehbare Zeit ein Teil des Bildes zu bleiben. Kurzfristig benötigen wir daher bessere Möglichkeiten, Kohlendioxid aus der Atmosphäre einzufangen, zu entfernen oder zu binden.

Aufgrund der hohen Kosten fehlen in fast allen Verbrennungskraftwerken bestehende Methoden zur Kohlendioxidabscheidung. Aber Sonja Salmon, außerordentliche Professorin am Fachbereich Textiltechnik, Chemie und Naturwissenschaften, und ihr Forschungsteam haben herausgefunden, wie man es möglicherweise billiger machen kann – durch eine Verbesserung der Kohlenstoffabscheidungseffizienz. Ihre textilbasierte chemische Filtertechnologie kombiniert Baumwollgewebe und ein Enzym namens Carboanhydrase – das natürlicherweise im menschlichen Körper vorkommt und ihm dabei hilft, Kohlendioxid auszuatmen –, um selektiv CO2 aus Biomasse-, Kohle- oder Erdgaskraftwerksemissionen zu entfernen. Der Filter könnte mit herkömmlichen Textilfertigungsanlagen hergestellt werden.

Die CIF-Unterstützung wird verwendet, um die Skalierung des Filters auf kommerzielle Niveaus zu unterstützen. Im Vollbetrieb werden mehr als 10 Millionen Liter Rauchgas pro Minute verarbeitet.

Modifizierte und synthetische DNA ist zu zentralen Bestandteilen von Prozessen in den Biowissenschaften geworden, von der Grundlagenforschung bis zur Biotechnologie. Doch die Art und Weise, wie synthetische DNA erzeugt und natürliche DNA verändert wird, beruht derzeit auf einer Reihe chemischer Reaktionen, die schwerwiegende Folgen für das genetische Material selbst haben können. Letztendlich bedeutet dies, dass den Wissenschaftlern nur eine relativ begrenzte Anzahl an Modifikationen zur Verfügung steht. Konkret ist es immer nur möglich, jeweils einen Buchstaben anzusprechen – A, C, T oder G. Es ist derzeit auch nicht möglich, detailliertere Änderungen vorzunehmen. das heißt, an bestimmten Stellen innerhalb eines Briefes.

Albert Keung, Professor am Fachbereich Chemie- und Biomolekulartechnik, hat eine Möglichkeit entdeckt, die enzymatische Synthese – ein schonenderer Prozess – zur Durchführung von Modifikationen zu nutzen. Seine Technik könnte die Tür zu über hundert neuen Arten von Modifikationen öffnen – und es der gesamten Industrie ermöglichen, DNA nachhaltiger und für weit weniger Geld zu synthetisieren oder zu modifizieren.

Mithilfe der CIF-Unterstützung sollen Qualitätskontrollmessungen durchgeführt werden, die belegen, ob mit der neuen Technik Produktspezifikationen erreicht werden können, die mit den Industriestandards des heutigen Marktes vergleichbar sind.

Eine der Hauptursachen für das Versagen von Brücken in den USA ist die sogenannte „Kohle“, bei der Wasser das Sediment rund um die tragenden Bauteile wegwäscht. Mit der Zeit kann schnell fließendes Wasser „Löcher“ hinterlassen – und der Klimawandel scheint diesen natürlichen Erosionsprozess zu beschleunigen. Mehr als 20.000 Brücken wurden für reinigungskritisch erklärt, und in den kommenden Jahren werden wahrscheinlich noch Tausende hinzukommen.

Die derzeit zur Überwachung der Brückenkolkung eingesetzten Instrumente basieren größtenteils auf Sonar- oder Flotationsgeräten zur Messung des Wasserstands, was unter den heutigen schweren Sturmbedingungen nicht funktioniert. Dadurch sind sie fehleranfällig und zunehmend unzuverlässig.

Chadi Sayde, Celso Castro-Bolinaga und Mahmoud Shehata, Forscher in der Abteilung für Bio- und Agrartechnik, haben ein Überwachungsgerät entwickelt, das darauf abzielt, Brüche auf Brücken zu erkennen – und Entscheidungsträger früher zu warnen. Das Gerät misst Temperaturänderungen – die für Sediment, Wasser und Luft unterschiedlich sind – über ein Glasfaserkabel.

Die CIF-Finanzierung wird dazu verwendet, das Gerät unter verschiedenen Umgebungsbedingungen – in einer Reihe von Flussbettmaterialien – zu testen und zu optimieren und eine benutzerfreundliche Softwareschnittstelle zu entwickeln, die es Menschen aller Erfahrungsstufen ermöglicht, das Steuerungssystem zu bedienen.

Melonen, Kürbisse und Gurken gehören alle zur Pflanzenfamilie der Kürbisgewächse, die in der Fachsprache „Kürbisgewächse“ genannt werden. Kürbiskulturen sind anfällig für eine Krankheit namens Kürbis-Falscher Mehltau, die jährlich über 2,5 Millionen Hektar Ackerland auf der ganzen Welt befällt und zu Verlusten von bis zu 20 % führt – oder etwa 1.000 US-Dollar pro Hektar. Derzeitige Fungizidbehandlungen sind jedoch so teuer und zeitintensiv, dass Landwirte die Kosten der Vorbeugung mit den potenziellen Kosten von Ernteausfällen abwägen müssen.

Derzeit kann die Krankheit nur visuell erkannt werden und das Fungizid muss häufig gesprüht werden. Forscher der Plant Sciences Initiative – Lina Quesada, Lirong Xiang, Hunter Brown und Ramya Vijapurapu – hoffen, dies mithilfe von Drohnen zu ändern. Ausgestattet mit ihrer Sporenfangtechnologie könnte eine in geringer Höhe fliegende Drohne Daten über sich viel schneller sammeln als kommerziell erhältliche Fallen am Boden darunter. Die neuartige Krankheitsmanagementplattform soll es Landwirten ermöglichen, CDM früher zu erkennen – und so effektiver zu bestimmen, wann welche Art von Fungizidbehandlungen eingesetzt werden sollen.

Die CIF-Unterstützung wird für die Durchführung von Feldversuchen auf lokalen Parzellen im kommerziellen Maßstab verwendet, die von einem der größten Gurkenunternehmen des Landes betrieben werden.

Die auf den chimären Antigenrezeptor zielgerichtete Zelltherapie (CAR T) ist eine revolutionäre Krebsbehandlung, die bereits gegen Lymphome eingesetzt wird. Obwohl die Therapie noch in den Kinderschuhen steckt, ist der Preis noch zu hoch, als dass sich der Durchschnittspatient sie leisten könnte. Ein Teil des Problems besteht darin, dass der Herstellungsprozess von CAR-T-Zellen zeitintensiv und komplex ist.

Derzeit werden CAR-T-Zellen in einem Labor individuell hergestellt und dann in den Blutkreislauf infundiert. Yevgeny Brudno und Pritha Agarwalla, Dozenten der Gemeinsamen Abteilung für Biomedizinische Technik, wollen die Dinge dramatisch verändern, indem sie den Körper zu einer eigenen CAR-T-Zellfabrik machen. Ihre Technologie könnte schließlich das, was jetzt Wochen dauert, in Tage verwandeln. Wenn alles nach Plan verläuft, werden Ärzte eines Tages in der Lage sein, die Behandlung durch eine ambulante Operation durchzuführen, bei der sie ein auf Algen basierendes „Gerüst“ implantieren – ein Stück schwammiges, biokompatibles Material von etwa der Größe eines Mini-Marshmallows – das zur Neuprogrammierung entwickelt wurde die natürlichen T-Zellen des Körpers in CAR-T-Zellen um, die dann Krebszellen finden und zerstören.

Das CIF unterstützte den Vorläufer dieser Technologie im Jahr 2021. Und letztes Jahr veröffentlichten Brudno, Agarwalla und Forscher von UNC-Chapel Hill einen Artikel, der in einer Proof-of-Concept-Studie mit Lymphomen bei Mäusen feststellte, dass die implantierbare Alternative schneller und schneller war wirksamer als die herkömmliche Behandlung von CAR-T-Zellkrebs. Allerdings sind weitere präklinische Studiendaten erforderlich, um die Sicherheit und Wirksamkeit des Gerüsts sicherzustellen.

Die CIF-Unterstützung wird genutzt, um dem Team dabei zu helfen, das Feedback der FDA zu berücksichtigen, in der Hoffnung, klinische Studien in Angriff zu nehmen. Konkret geht es darum, nachzuweisen, dass das Gerüst in einer GMP-konformen Anlage hergestellt werden kann.