Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen

Ein Organ auf einem Chip? Was futuristisch klingt, eröffnet in der biomedizinischen Forschung große Chancen. Diese innovative Technologie ermöglicht es, den Effekt von Wirkstoffen oder Giften auf menschliche Gewebe zu beobachten. Zugleich hat sie das Potential, die Zahl an Tierversuchen zu reduzieren. Am NMI schaffen Forschende immer wieder herausragende Weiterentwicklungen.

Die Organ-on-Chip (OoC)-Systeme bestehen aus winzigen Kunststoffkammern, in die menschliche Gewebe eingebracht und mit einem künstlichen Blutersatz versorgt - aber auch mit Impfstoffen, Medikamenten oder Giften in Kontakt gebracht werden. Aus ihren Reaktionen lassen sich tragfähige Schlüsse ziehen, wie die entsprechenden Zellen im menschlichen Körper reagieren werden.

Die strengen EU-Verordnungen über Medizinprodukte (MDR) und In-vitro-Diagnostika (IVDR) stellen besonders kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aktuell vor Probleme. Am MDR- & IVDR-Kompetenzzentrum MIK werden diese Unternehmen mit Erfahrung, Infrastruktur und Dienstleistungen unterstützt.

Der Anspruch des MIK ist es, die Firmen auf dem Weg von der Idee bis zur Zertifizierung ihrer innovativen Produkte zu begleiten. Dazu gehört die Entwicklung neuer Analytik- und Prüfmethoden ebenso wie die Interpretation der Ergebnisse. So profitieren gerade die innovationsstarken KMU aus dem Land von der Expertise am NMI.

Ein Leuchtturmprojekt für den Blick ins Allerkleinste: 2018 entstand das Nanoanalytikzentrum (NanoZ) am NMI. Das Forschungs- und Dienstleistungszentrum für hochauflösende Nanoanalytik stellt hochspezialisierte Analysegeräte für die Material-, Werkstoff- und Produktentwicklung bereit. Es ist regionale Anlaufstelle für innovative Unternehmen mit werkstofftechnischen Fragestellungen und Produktideen, die vom Zugang zu den Geräten und von der materialwissenschaftlichen Expertise am NMI profitieren. Diese Geräte ermöglichen Materialanalysen bis in den atomaren Bereich.

Auch die apparative Ausstattung für die Probenvorbereitung ist auf höchstem Niveau, nicht zuletzt, um das Potenzial der Hightech-Geräte effektiv ausschöpfen zu können, zum Beispiel durch Kryo-Präparation.

Mikroelektrodenarrays (MEAs) ermöglichen einen direkten Signalaustausch zwischen elektrisch aktiven Zellen und elektronischen Systemen, ebenso die Beobachtung der Kommunikation zwischen Zellen. So erlauben sie Einsicht in die Funktionsweise von einzelnen Zellen, Zellverbünden und komplexeren Systemen. Eigenschaften und mögliche Nebenwirkungen von Medikamenten können schnell und mit hoher Aussagekraft untersucht werden. Dies nutzt nicht zuletzt die Elektrophysiologie am NMI - die KollegInnen beider Felder profitieren durch die Zusammenarbeit stetig voneinander.

Am NMI ist bereits die nächste Generation im Einsatz: mesh MEAs. Da die Zellen auf beiden Seiten eines Netzes wachsen, erlauben sie bessere Einblicke in Zellverbünde - ohne diese verletzen zu müssen.

Mit dem Biological Development Center schafft das NMI zusammen mit dem Werner Siemens Imaging Center an der Universität Tübingen die Grundlage für die schnelle und effiziente Umsetzung biotechnologisch hergestellter Proteine, sogenannter Biologicals, in den Markt. Für die Entwicklungsabteilungen von Wissenschaft und Wirtschaft - insbesondere für KMU und Start-Ups im Biotech-Bereich - bietet das BioDevCenter einen unkomplizierten Zugang zu Forschungsmöglichkeiten.

Biologicals sind auch im Bereich Medizinprodukte von zunehmender Bedeutung, etwa für die Beschichtung von Implantaten, für die Verbesserung der Wundheilung oder die Resorption von Arzneimitteln