Mission

Physik und Medizin: Bei dieser Kombination denken viele wahrscheinlich an mehr als hundert Jahre Röntgenaufnahmen, Ultraschall, MRT-Scans, Computertomographie, Laserskalpelle und vielleicht an robotergestützte Chirurgie. In all diesen Beispielen hat die Physik der Medizin gedient, indem sie physikalische Phänomene nutzbar gemacht hat, um bessere Werkzeuge für Diagnose und Behandlung bereitzustellen. Diese Art der Zusammenarbeit ist zweifellos von Dauer und wird die moderne medizinische Versorgung weiter verbessern.

Mit der Gründung des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin (MPZPM) in Erlangen haben wir ein ganz neues Kapitel von "Physik und Medizin" aufgeschlagen, in dem die Physik eine integrale und unverzichtbare Rolle beim Verständnis des Lebens und der Phänomene spielt, die zu Anomalien und damit zu Krankheiten führen. Das MPZPM ist ein interdisziplinäres gemeinsames Forschungszentrum der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), des Universitätsklinikums Erlangen (UKER) und des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts (MPL).

Die Forschung am MPZPM konzentriert sich auf die Untersuchung von Zellen im Kontext ihrer Mikroumgebung, des Raums, der verschiedenste Zelltypen in einem Gewebe miteinander verbindet und umschließt. In diesem Raum treffen Immunzellen, Krankheitserreger, Nährstoffe sowie (bio)chemische Faktoren aufeinander und interagieren miteinander sowie mit den ansässigen Gewebezellen. Die Vision der Wissenschaftler*innen am MPZPM ist es, die physikalischen Phänomene wie z.B. zelluläre Kräfte oder Partikelbahnen, Ladungs- und Ionengradienten, Temperaturverteilungen zu kartieren und zu modellieren und sie mit bestimmten biologischen Funktionen zu verknüpfen. Diese Phänomene werden Anhaltspunkte dafür liefern, wie die Steifigkeit von Zellen mit der Ausbreitung von Krebsmetastasen korreliert, wie Immunzellen auf Störungen reagieren, welche Mikroumgebung für die Regeneration von geschädigtem neuronalen Gewebe benötigt wird oder wie ein Virus zu einer weit verbreiteten Infektion führt.

Um die Rolle einer großen Anzahl von physikalischen Parametern wie Kraft, Dehnung, Viskosität, Temperatur, elektrische Potentiale oder verschiedene Flüssigkeitseigenschaften bei einem Krankheitsphänomen zu erforschen und zu verstehen, ist die Zusammenarbeit von Physikerinnen und Biologen, medizinischen Forscherinnen und Klinikern unerlässlich. Noch wichtiger ist es aber, dass sie sich gegenseitig in ihre Fachgebiete einarbeiten und eine disziplinübergreifende Einstellung zur Forschung kultivieren.

Hintergrund

Im Jahr 2013 hat der Freistaat Bayern angeboten, über die Max-Planck-Gesellschaft rund 60 Millionen Euro in die wissenschaftliche Forschung zu investieren. In Anbetracht des hohen Stellenwerts der medizinischen Forschung in Erlangen, der jüngsten rasanten Fortschritte in der Biophysik und der intellektuellen Herausforderung, komplexe Systeme wie den menschlichen Körper zu verstehen, schlug das MPL - unter Leitung eines seiner Direktoren, Vahid Sandoghdar - vor, ein Forschungszentrum als Joint Venture mit der FAU und dem UKER zu gründen. Nach mehreren Runden der institutionellen und staatlichen Evaluierung wurde das Konzept des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin (MPZPM) genehmigt. Im Jahr 2017 haben der Präsident der FAU, der Präsident der Max-Planck-Gesellschaft und der Leiter des Universitätsklinikums Erlangen einen Kooperationsvertrag unterzeichnet. Im Jahr 2018 wurden Jochen Guck, Kanwarpal Singh und Vasily Zaburdaev Teil des MPZPM, 2020 folgte Kristian Franze.

Gebäude

Das MPZPM erhält ein eigenes, modernes Gebäude im Herzen des Campus des Erlanger Universitätsklinikums und in direkter Nachbarschaft zu mehreren Gebäuden des Medical Translational Research Centers. Mit fast 6000 m2 Nutzfläche wird das MPZPM-Gebäude die Labore und Büroräume für etwa 180 Forschende beherbergen. Das Gebäude wird auch eine Einrichtung für In-vivo-Studien, einen Reinraum für die Lab-on-Chip-Entwicklung sowie ein modernes Mikroskopiezentrum beherbergen. Die Grundsteinlegung für das neue Gebäude fand am 19. Mai 2021 im Beisein politischer Würdenträger, der Präsidenten der FAU und der Max-Planck-Gesellschaft, des Leiters des Universitätsklinikums, des Vizepräsidenten der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des wissenschaftlichen Beirats des MPZPM statt (Video verfügbar auf YouTube). Das Gebäude wird voraussichtlich im Jahr 2024 fertiggestellt sein.

Struktur

Das MPZPM beherbergt eine Kombination aus unbefristet und befristet angestellten Wissenschaftler*innen, die verschiedene Forschungsbereiche an der Schnittstelle von Physik und Medizin abdecken.

Unbefristet angestellte Gruppenleiter*innen:

  • Prof. Kristian Franze, Leiter des Instituts für Medizinische Physik & Microtissue Engineering, Med. Fak., FAU
  • Prof. Jochen Guck, Direktor am MPL & Lehrstuhl für Experimentalphysik, Dept. Physik, FAU
  • Prof. Vahid Sandoghdar, Direktor am MPL & Lehrstuhl für Experimentalphysik, Dept. Physik, FAU
  • Prof. Vasily Zaburdaev, Lehrstuhl für Mathematik in den Lebenswissenschaften, Dept. Biologie, FAU
  • Prof. NN, Lehrstuhl für Biophysik, Dept. Physik, FAU

Befristet angestellte Gruppenleiter*innen:

Bis zum Umzug in das MPZPM-Gebäude sind verschiedene Gruppen am MPL (Guck, Sandoghdar, Singh), am Department Mathematik der FAU (Zaburdaev), am Institut für Medizintechnik der FAU (Franze) und am Optical Imaging Center Erlangen (OICE, Dulin) untergebracht.

Max-Planck-Zentren und -Schulen