Mit dem Multiphotonen-Tomograph in neue Bildwelten

Eine außergewöhnliche Entwicklung aus Deutschland in der Welt der medizinischen Bildgebung revolutioniert die Möglichkeiten im Bereich der Diagnostik: Die JenLab GmbH, weltweit führender Hersteller und Anbieter von Multiphotonen-Tomographen, hat eine bahnbrechende Innovation hervorgebracht.

Mit ihrer auf nahe infraroten Femtosekunden-Lasern basierenden Technologie erreichen sie die höchste räumliche Auflösung, Sensitivität und Funktionalität in der medizinischen Bildgebung. Damit hat diese herausragende Technologie das Potenzial, sehr schnell optische Biopsien ohne chirurgischen Eingriff zu gewinnen, die Zulassung von pharmazeutischen Produkten zu beschleunigen und Tierversuche signifikant zu reduzieren.

Gegründet im Jahre 1999 als Spin-off der Universität Jena, ist das Unternehmen seitdem auf einem kontinuierlichen Wachstumskurs und hat seinen Hauptsitz mittlerweile auf dem Campus Berlin-Adlershof. Entwickelt wurde der neue innovative Multiphotonen-Tomograph MPTcompact in gemeinsamer Arbeit von CEO Professor Dr. Karsten König (65 Prozent Anteil) und dem Ingenieur Dr. Martin Weinigel (35 Prozent Arbeitsanteil).

Eine deutsch-deutsche Erfolgsgeschichte

Dabei ist die Geschichte des „Erfinders“ Karsten König zugleich eine ganz besondere deutsch-deutsche Erfolgsgeschichte. Auf abenteuerlichen Wegen und quasi mittellos floh er kurz vor dem Fall der Mauer aus der DDR. Er wollte in Richtung Osten durch die Sowjetunion über Tibet in den Westen fliehen. In Tibet wollte er seinen großen Traum verwirklichen: einen der höchsten Berge der Welt zu besteigen. Im Benzinkocher und in der Kletterausrüstung versteckte der junge Wissenschaftler seine Examensdokumente. Schließlich nach Ulm an das dortige Laserinstitut gelangt, machte er schnell Karriere. – Übrigens: Seinen 8.000er bestieg er mit seinem Leipziger Freund in Tibet tatsächlich: als erster und zugleich letzter Bergsteiger der DDR.

Das von ihm entwickelte Multiphotonen-Tomographie-Verfahren hat die Fähigkeit, nicht-invasive dreidimensionale optische Hautbiopsien mit einer subzellulären Auflösung durchzuführen, und bietet somit einen einzigartigen Einblick in die Hautstruktur. Die Anwendungsmöglichkeiten sind beeindruckend: von der Früherkennung von Tumoren und Entzündungen bis hin zur Testung von Pharmaka und Kosmetika. Sogar Hautveränderungen bei Astronauten nach Langzeitflügen können mit dieser innovativen Technologie vermessen werden.

Ultrakompakter Faserlaser mit 50 Millionen Impulsen pro Sekunde

Der MPTcompact, der auf einem ultrakompakten Faserlaser basiert, ist das neueste Meisterstück von JenLab. Mit einer geringen mittleren Laserleistung von 20 mW, einer Frequenz von 50 Millionen Femtosekunden-Pulsen pro Sekunde und einer Wellenlänge von 780 Nanometern, ermöglicht er eine schnelle und präzise Scannung der Haut in nur wenigen Sekunden. Dabei können alle Hautschichten sowie einzelne Zellstrukturen wie Zellkerne, Mitochondrien und Zellmembranen individuell erfasst werden. Sogar das Kollagen-Netzwerk und einzelne Elastinfasern bis zu einer Tiefe von 200 Mikrometern werden sichtbar gemacht.

Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal dieser Technologie ist das optische metabolische Imaging (OMI), das durch die Bildgebung der fluoreszierenden Koenzyme NADH und Flavine mittels Fluoreszenzlebensdauer-Messung ermöglicht wird. Diese präzise Analyse der Fluoreszenzphotonen liefert Informationen über den Zellstoffwechsel und kann in der Evaluierung von Anti-Aging-Effekten eingesetzt werden.

„Grüne Lasertechnik“

Der MPTcompact bietet insgesamt fünf Messmodalitäten, darunter die Zwei-Photonen-angeregte Autofluoreszenz und die Darstellung der Zellmembranen mittels konfokaler Reflexionsmikroskopie. Zusätzlich kann das Kollagen-Netzwerk durch den Zwei-Photonen-Effekt Second Harmonic Generation (SHG) bildgebend dargestellt werden. Durch den Einsatz eines Weißlicht-LED-Moduls und einer Miniaturkamera kann sogar ein Übersichtsbild der untersuchten Hautpartie erstellt werden, das auch für dermatoskopische Untersuchungen verwendet werden kann.

Doch neben den technischen und medizinischen Aspekten ragt die Entwicklung des Unternehmens auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit deutlich heraus: Denn die neueste Modellreihe, der Tomograph MPTcompact, kann definitiv der „Grünen Lasertechnik“ zugeordnet werden. Er zeichnet sich durch einen geringen Energieverbrauch, einen integrierten Batteriebetrieb und last, but not least, die Möglichkeit zum Aufladen mit Sonnenlicht aus. Das macht ihn gerade für Einsatzorte mit schwieriger elektrischer Versorgung äußerst interessant und hilft dabei, auch weniger begüterte Regionen der Welt an Spitzentechnologie im Diagnostikbereich teilhaben zu lassen.

Der Tomograph MPTcompact wird auf der medizinischen Fachmesse MEDICA in Düsseldorf im November 2023 und auf der Photonics West im Januar 2024 in San Francisco erstmals einer breiten internationalen Öffentlichkeit vorgestellt. Die JenLab GmbH hat mit ihrem MPTcompact die medizinische Bildgebung revolutioniert und setzt neue Maßstäbe in Bezug auf Auflösung, Sensitivität und Funktionalität. Ihre innovativen Lösungen eröffnen völlig neue Möglichkeiten in der medizinischen Diagnostik und Forschung. Man kann gespannt sein, welche weiteren Errungenschaften dieses Unternehmen in Zukunft präsentieren wird.

Für die revolutionäre Entwicklung des Multiphotonen-Tomographen MPTcompact wird JenLab als Innovator des Jahres 2023 ausgezeichnet.

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