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Science meets Business Day 2009

Auch im zweiten Teil des Abends des Freiburgers Science meets Business Day begeisterten die Vortragenden mit spannenden Einblicken in die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft. Wie können Neurowissenschaftler immer tiefer in das dynamische Netzwerk Gehirn hineinhorchen? Wie schaffen es Ingenieure, die extrem starken Kräfte zu bändigen, die sich ihnen im Umgang mit kleinsten Flüssigkeitsmengen in den Weg stellen?

Einen ersten Einblick in eine fruchtbare Zusammenarbeit lieferten Prof. Dr. Ulrich Egert vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg sowie Karl-Heinz Boven von der Multi Channel Systems GmbH aus Reutlingen in ihrem Tandemvortrag „Brains on Chips: Mikrosystemtechnisch hergestellte Mikroelektroden-Arrays für die Hirnforschung“. Egert erklärte, dass das Gehirn aus einer Unzahl extrem dicht gedrängter Zellen bestehe, die sich auch noch ständig im Umbau befinden. „Von einer Million Substanzen, die die Pharma-Forschung etwa im Kampf gegen Alzheimer oder Epilepsie testet, schafft es im Schnitt nur eine zum Medikament“, sagte der Forscher. „Man möchte so früh wie möglich vorhersagen können, wie ein Stoff wirken wird. Wie schafft man es, wenn das Gehirn so dynamisch ist?“

Bis zu 64.000 Elektroden auf einem Chip?

Mit Elektroden können Wissenschaftler bestimmten, wie Zellen auf applizierte Substanzen reagieren. Deshalb arbeiten Egerts Team und die Firma Multi Channel Systems GmbH seit mehreren Jahren an immer kleineren Elektrodenchips, die das Geschehen in Gehirnschnitten abbilden können. Mit Chips, auf denen zurzeit zum Beispiel sechzig mikroskopische Messfühler sitzen, messen Egert und seine Mitarbeiter das Verhalten einzelner Zellen oder ganzer Netzwerke. „Hier ist eine Menge technischen Know-hows nötig“, sagte Egert. „Ohne die Zusammenarbeit mit den Ingenieuren aus Reutlingen würde das gar nicht gehen.“ Boven zeichnete die Erfolgsgeschichte des Unternehmens nach: 1996 gegründet, verkaufte es bereits 1997 ein erstes Elektrodenarray. Heute hat die Firma 31 Mitarbeiter und exportiert weltweit mit einem Anteil von Zweidritteln des gesamten Umsatzes.

„Die enge Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern vom IMTEK ist für uns extrem wichtig“, sagte Boven. „Sie kommen mit den angewandten Fragestellungen, und wir fragen uns dann, wie wir das technisch umsetzen können.“ Wie groß müssen die Elektroden sein? Wie organisiert man die Datenaufnahme oder -verarbeitung? Die Firma musste zum Beispiel eine Durchflussheizung konstruieren, die die Proben in einer konstanten Temperatur hält. Außerdem werden ständig das Material der Chips und ihre Struktur optimiert, sodass das Gewebe besser durchlüftet und mit Medium versorgt werden kann. „Heute bauen wir Chips mit 256 Elektroden“, sagte Boven. „Im Testlabor des IMTEK befinden sich sogar Prototypen mit Tausend Elektroden.“ Das langfristige Ziel sei es, Chips mit bis zu 64.000 Elektroden zu bauen.

Impulsgeber Industrie

Preisverleihung Science meets Business Day 2009. Von links nach rechts: Christine Hormes-Heitzmann, Stellv. Schulleiterin (Merian-Schule Freiburg), Dr. Wigand Hübner, Klassenlehrer (Merian-Schule Freiburg), Patrick Bernhard, Preisträger 2009, Dr. Michael Richter, Stellv. Vorstand der Technologiestiftung BioMed Freiburg, Prof. Dr. Gunther Neuhaus, Direktor des ZAB - Universität Freiburg © FWTM GmbH & Co.KG

Den Blick ins Kleine führten auch der Leiter des IMTEK Prof. Dr. Roland Zengerle und der Geschäftsführer der BioFluidix GmbH aus Freiburg Dr. Peter Koltay vor. In ihrem Vortrag „Punktgenau dosieren: Nanoliterdosiertechnik nicht nur für die Lebenswissenschaften“ sprachen sie sogar von Picolitern und Fentolitern. „Das Problem bei diesen kleinsten Mengen stellen die extrem starken Kräfte wie etwa die Kapillarkräfte dar“, erklärte Zengerle. Die Kräfte erschweren die Dosierung von kleinsten Tröpfchen – aber genau das ist in vielen Bereichen der Forschung und der industriellen Herstellung entscheidend. Ausgehend von einer Kooperation mit der Hamburger Firma Eppendorf arbeiteten Zengerle und seine Mitarbeiter schon vor mehr als zehn Jahren daran, das Prinzip einer von ihnen entwickelten Mikropumpe auf die Pipettiertechnik zu übertragen. Pipetten sind zum Beispiel in der Molekularbiologie wichtig, wo es darum geht, teure Substanzen wie Enzyme in extrem kleinen Mengen zu dosieren.

Die Kooperation mit Eppendorf sei zwar nicht in ein markttaugliches Produkt gemündet, aber sie führte auf Umwegen zu der Entwicklung mehrer Konzepte, die noch heute Verwendung finden. „Auslöser für Innovationen kommen immer aus der Industrie“, resümierte Zengerle. 2005 gründete sich aus dem Institut die Firma Bio Fluidix GmbH aus, die einige dieser Techniken nun weiterentwickelt und vermarktet. Der Geschäftsführer Koltay gab zunächst einen Überblick über die breite Produktpalette. Das Unternehmen vertreibe nicht nur Komponenten für die Dosierung, sondern auch ganze Laborgeräte für die Life Sciences. Aber auch in der Industrie sehe er einen großen Markt, etwa in der Beschichtung von Solarzellen oder im Bereich der Mikroelektronik. „Unser Umsatz verdoppelt sich kontinuierlich von Jahr zu Jahr“, sagte Koltay. Die Kooperation mit Universitäten bleibe weiterhin entscheidend. Das Unternehmen sitzt immer noch am IMTEK-Campus und nutzt dessen Infrastruktur. Und auch die Zusammenarbeit in verschiedenen gemeinsamen Forschungsprojekten sei laut Koltay sehr fruchtbar.

Zum Abschluss des Abends verliehen der stellvertretende Vorstand der Technologiestiftung BioMed Freiburg Dr. Michael Richter und Prof. Dr. Gunther Neuhaus, Direktor des Zentrums für Angewandte Biowissenschaften (ZAB) der Universität Freiburg, zum vierten Mal den „Preis für hervorragende Leistungen im Fach Biotechnologie" an den Abiturienten der Merianschule Patrick Bernhard. „Ich war die letzten drei Jahre hier und habe zugesehen, wie andere den Preis bekommen haben“, sagte der zukünftige Student der Molekularen Medizin in Freiburg. „Ich freue mich, dass heute ich ihn bekomme.“

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/science-meets-business-day-2009