Die Bildgebung mit Magnetpartikeln (Magnetic Particle Imaging, MPI) ist ein vielversprechendes neuartiges Verfahren, mit dem sich magnetische Nanopartikel im Körper in Echtzeit, hochauflösend und quantitativ darstellen lassen. Es macht sichtbar, wo sich diese sogenannten Marker im Körper befinden und wie sie sich bewegen – ganz ohne Röntgenstrahlen oder andere ionisierende Strahlung.
Diese Eigenschaften machen die MPI besonders interessant für medizinische Anwendungen, zum Beispiel in der Herz- und Gefäßdiagnostik, bei bildgestützten Eingriffen oder der Verfolgung von Zellen, etwa in der Krebs- oder Immunforschung.
Anwendungen am Menschen bisher schwierig
In der präklinischen Forschung hat die Bildgebung mit Magnetpartikeln bereits vielversprechende Ergebnisse geliefert. Trotzdem bleibt der Schritt zur Anwendung am Menschen bislang schwierig. Ein wesentlicher Grund dafür ist das Fehlen einer Forschungsinfrastruktur, die genau diesen Übergang ermöglicht.
Das wird sich nun ändern: An der Universität Würzburg entsteht das Süddeutsche Zentrum für Magnetic Particle Imaging (SMPI), ein in Deutschland einzigartiger Forschungsstandort.
Dafür hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen ihrer Großgeräte-Initiative einem interdisziplinären Team um Physikprofessor Volker Behr 3,1 Millionen Euro bewilligt. Das Zentrum kann voraussichtlich 2027 in Betrieb gehen.
Das Süddeutsche MPI-Zentrum (SMPI)
Volker Behr ist der Sprecher des neuen Zentrums: „Wir werden an der JMU eine zentrale Plattform für die translationale MPI-Forschung schaffen – also für Forschung, die gezielt den Weg von der Grundlagenentwicklung hin zur medizinischen Anwendung am Menschen geht.“
Am SMPI soll die gesamte Entwicklungskette der Magnetpartikel-Bildgebung abgedeckt werden: von der Charakterisierung neuer magnetischer Marker über methodische Entwicklungen bis hin zur Bildgebung an größeren Objekten – und perspektivisch am Menschen.
Drei Systeme für den Weg zur klinischen Anwendung
Um den gesamten Entwicklungsprozess der Magnetpartikel-Bildgebung abzudecken, wird das Zentrum mit drei sich ergänzenden MPI-Systemen ausgestattet:
1. Ein großes, innovatives MPI-Forschungssystem
Ein speziell für das SMPI entwickeltes MPI-System soll Untersuchungen an größeren Objekten ermöglichen und die bislang bestehende Lücke zwischen Laborforschung und Anwendungen am Menschen schließen. Das System ist kein klinisch nutzbares Gerät. Vielmehr dient es als experimentelle Forschungsplattform für grundlegende technische, physikalische und biologische Fragestellungen. Die gewonnenen Erkenntnisse sind entscheidend, um realistisch einschätzen zu können, welche Anforderungen zukünftige MPI-Systeme für Routineanwendungen am Menschen erfüllen müssen.
2. Eine MPI-Spektroskopie-Plattform zur Markerforschung
Eine eigens dafür ausgelegte MPI-Spektroskopie-Plattform ermöglicht die präzise Untersuchung neuartiger magnetischer Nanopartikel, die als Marker für MPI eingesetzt werden. Unter kontrollierten Bedingungen können hier Eigenschaften wie Signalverhalten, Empfindlichkeit und Stabilität gemessen werden. Diese Grundlagenmessungen sind essenziell, um neue Marker zu verbessern und ihre Eignung für spätere Bildgebungsanwendungen zuverlässig zu bewerten.
3. Ein präklinisches MPI-System für die Methodenentwicklung
Ein weiteres präklinisches MPI-System dient der systematischen Entwicklung und Erprobung neuer Bildgebungsverfahren. Es ist mit den beiden anderen Geräten über eine gemeinsame Softwarebasis verbunden – so lassen sich Methoden direkt zwischen den Systemen übertragen und vergleichen. Das erleichtert den Übergang von theoretischen Konzepten und Laborversuchen hin zu realitätsnahen Anwendungsszenarien.
Zeitplan für den Aufbau des Zentrums
Die drei neuen Systeme werden in einem bestehenden Forschungsgebäude des Physikalischen Instituts am Hubland-Campus Süd installiert. Erste Vorbereitungen laufen, die zwei kleineren Geräte sollen bis Ende 2026 einsatzbereit sein. Das große MPI-System, das neu entwickelt wird und dessen Herzstück die Abmessungen einer mittleren Kühltruhe hat, wird voraussichtlich im Lauf des Jahres 2027 fertig sein.
Starkes Netzwerk aus Physik und Medizin
Eingebettet ist das SMPI in ein interdisziplinäres Forschungsumfeld aus Physik und Medizin. Beteiligt sind unter anderem:
- Lehrstuhl für Experimentelle Physik 5, Universität Würzburg: Prof. Dr. Volker Behr, Prof. Dr. Peter Jakob, Dr. Patrick Vogel
- Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Würzburg: Prof. Dr. Thorsten Bley, Dr. Viktor Hartung
- Institut für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie, Universitätsklinikum Würzburg: Prof. Dr. Mirko Pham
- Medizinische Klinik I, Universitätsklinikum Würzburg: Prof. Dr. Dr. Wolfgang Bauer
Schon während der Antragstellung zeigte sich das große überregionale Interesse: Zahlreiche Institutionen aus ganz Süddeutschland und darüber hinaus unterstützen das Projekt mit geplanten Kooperationsvorhaben: Dazu gehören die Universitätsklinika in Erlangen, Heidelberg und das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg sowie Universitäten und außeruniversitäre Forschungszentren in Aachen, Bayreuth, Gatersleben, Karlsruhe und Würzburg.
Kontakt
Prof. Dr. Volker Behr, Universität Würzburg, Lehrstuhl für Experimentelle Physik 5, T +49 931 31-85766, volker.behr@uni-wuerzburg.de
Pressemitteilung der Universität Würzburg vom 19. Januar 2026
