Winzige Marker im Körper verfolgen, ohne Röntgenstrahlung, ohne das Signal des umliegenden Gewebes als störendes Rauschen: Genau das macht Magnetic Particle Imaging möglich. Das Verfahren ist jung, die Anwendungsfelder sind breit und nicht nur auch Medizintechnik beschränkt, und viele Unternehmen stehen noch am Anfang ihrer Auseinandersetzung damit.
Dieser Artikel richtet sich an Entscheider:innen und Projektverantwortliche, die verstehen wollen, was hinter magnetischen Bildgebungsverfahren steckt und wo konkrete Projektzusammenarbeit sinnvoll sein kann. Das Fraunhofer IMTE in Lübeck, Teil der Fraunhofer-Gesellschaft, entwickelt und betreibt genau diese Technologien als Auftragsforschungspartner.
Magnetic Particle Imaging: Was steckt dahinter?
MPI misst direkt die Konzentration magnetischer Nanopartikel – auch Tracer genannt. Kein Umweg über Gewebesignale, kein anatomischer Hintergrund, der das Bild verwässert. Das ist der entscheidende Unterschied zu MRT (Magnetresonanztomographie) oder CT (Computertomographie).
Ein MRT zeigt, wie Gewebe auf ein Magnetfeld reagiert. MPI zeigt, wo sich die injizierten magnetischen Tracer befinden, und nur das. Der Kontrast ist entsprechend hoch. Dazu kommen keine ionisierende Strahlung, sehr schnelle Bildakquisition und eine hohe Empfindlichkeit gegenüber den eingesetzten Partikeln.
Das Verfahren hat den klinischen Routinebetrieb noch nicht erreicht. Es bewegt sich gerade von der Laborumgebung in Richtung Anwendung. Genau deshalb ist Magnetic Particle Imaging als Gegenstand der Auftragsforschung heute besonders relevant: Wer jetzt einsteigt, gestaltet die Entwicklung aktiv mit.
Magnetpartikelspektroskopie: der Qualitätscheck der Tracer
Bevor MPI-Bilder zuverlässig werden, müssen die eingesetzten Nanopartikel präzise charakterisiert sein. Hier kommt die Magnetpartikelspektroskopie (MPS) ins Spiel.
MPS misst das Antwortverhalten magnetischer Nanopartikel (MNP) auf ein wechselndes Magnetfeld. Das Ergebnis zeigt, wie gut ein Tracer für MPI geeignet ist, ob die Partikel das erwartete Signal liefern und wo Optimierungsbedarf besteht. MPS ist damit der methodische Qualitätscheck vor dem eigentlichen Bildgebungsschritt.
Das Fraunhofer IMTE setzt dafür eigene Geräte ein, die MNP in direkt während des Syntheseprozesses charakterisieren. Die I.N.V.I. Sensebase Produktfamilie bietet Echtzeit-In-situ-Monitoring für Bath-Synthesen und als cf Variante auch für kontinuierliche Durchflussprozesse. Diese MPS-Geräte erlauben die Charakterisierung und Optimierung von Tracern unter verschiedenen Messbedingungen, auch unter Flussbedingungen, was für spätere Bildgebungsanwendungen besonders praxisnah ist.
MPI in der Schlaganfalldiagnostik: ein konkretes Beispiel
Bei einem Schlaganfall zählt jede Minute. Neurolog:innen sprechen vom Prinzip „time is brain”, weil mit jeder Minute ohne Durchblutung Nervenzellen absterben. Schnelle, kontrastreiche Bildgebung der Gehirndurchblutung ist deshalb klinisch entscheidend.
MPI könnte hier ansetzen. Das Verfahren erlaubt es prinzipiell, die Perfusion in Echtzeit sichtbar zu machen, ohne Strahlenbelastung und mit hohem Kontrast. Für diese Anwendung existieren vielversprechende präklinische Ergebnisse, aber noch kein zugelassener klinischer Einsatz.
Das ist kein Mangel des Verfahrens, sondern der aktuelle Forschungsstand. Dieser Stand ist genau der Punkt, an dem Auftragsforschung greift: Unternehmen und Kliniken, die an dieser Anwendung arbeiten wollen, brauchen Partner mit Infrastruktur, Methodenkompetenz und Erfahrung in der Tracer-Charakterisierung.
Von der Diagnostik zur Therapie: magnetische Hyperthermie
Dieselben Nanopartikel, die für Bildgebung genutzt werden, lassen sich auch therapeutisch einsetzen. Bei der magnetischen Hyperthermie werden Partikel in einem Wechselmagnetfeld gezielt erhitzt. Umliegendes Gewebe, etwa ein Tumor, wird lokal erwärmt, ohne operativen Eingriff von außen.
Das Fraunhofer IMTE verfügt über Hardware für genau diesen Bereich, darunter Halbach-Magnetsysteme wie den Kolibri-Halbach sowie Hyperthermiegeräte. Halbach-Anordnungen erzeugen starke, homogene Magnetfelder bei kompakter Bauweise, was sie für experimentelle und präklinische Setups geeignet macht.
Ob Diagnostik und Therapie zusammen oder einzeln entwickelt werden, hängt vom jeweiligen Projektziel ab. Die Plattform des Fraunhofer IMTE lässt beides zu.
Magnetische Methoden in der Industrie
MPI und MPS sind keine reinen Medizintechnologien. Ihre Grundprinzipien lassen sich auf industrielle Fragestellungen übertragen.
Magnetische Nanopartikel können als Marker in Prozessen dienen, etwa zur Verfolgung von Strömungen oder zur Qualitätssicherung. MPS eignet sich zur Charakterisierung magnetischer Materialien, die in Sensorik oder Aktorik eingesetzt werden. Für Unternehmen, die magnetische Messverfahren für industrielle Anwendungen erkunden wollen, bietet das Fraunhofer IMTE entsprechende Messdienstleistungen als wissenschaftlich neutraler Partner an.
Der praktische Vorteil ist klar: keine eigene Infrastruktur aufbauen, kein langwieriger Kompetenzaufbau. Stattdessen direkter Zugang zu Methoden und Geräten, die bereits im Einsatz sind.
Industrielle CT als Auftragsmessung: zerstörungsfreie Prüfung
Ein ergänzendes Angebot des Fraunhofer IMTE, das für viele Industrieprojekte unmittelbar relevant ist: Computertomographie zur zerstörungsfreien Bauteilprüfung.
Gerade bei additiv gefertigten Komponenten sind innere Strukturen, Poren und Verbindungsfehler mit bloßem Auge nicht erkennbar. Die industrielle CT-Auftragsmessung macht diese Strukturen sichtbar, ohne das Bauteil zu beschädigen. Das Fraunhofer IMTE betreibt dafür ein akkreditiertes Prüflabor für CT- und Werkstoffprüfung. Für Medizintechnikunternehmen, die Implantate oder Instrumente aus additiver Fertigung entwickeln, ist das ein direkt nutzbares Angebot.
Warum Auftragsforschung am Fraunhofer IMTE?
Das Fraunhofer IMTE bündelt mehrere Kompetenzen unter einem Dach: MNP-Charakterisierung mit MPS, MPI-Systementwicklung, Hyperthermiegeräte sowie ein akkreditiertes Prüflabor für CT und Materialprüfung.
Für Unternehmen bedeutet das: Magnetic Particle Imaging Auftragsforschung ist hier kein Einzelangebot, sondern ein methodisch verzahntes Leistungsspektrum, das von der Tracer-Charakterisierung bis zur Systemevaluation reicht. Die wissenschaftliche Neutralität des Fraunhofer IMTE ist dabei kein Marketingargument, sondern ein praktischer Vorteil: Ergebnisse sind belastbar und unabhängig von Produktinteressen.
Wer ein Projekt von der Idee bis zum Prototyp oder zur Bewertung begleiten lassen möchte, findet hier Infrastruktur, Methode und Erfahrung an einem Standort.
Fazit
Magnetische Methoden verbinden Bildgebung, Diagnostik, Therapie und industrielle Prüfung auf eine Weise, die in dieser Breite noch vor wenigen Jahren kaum realisierbar war. MPI und MPS stehen kurz vor dem Übergang in breitere Anwendungen. Wer jetzt eine Zusammenarbeit startet, kann diesen Übergang aktiv mitgestalten.
Ein sinnvoller erster Schritt ist ein unverbindliches Gespräch mit dem Team des Fraunhofer IMTE über Ihr konkretes Projekt, ob Diagnostik, Therapie oder industrielle Messung.
Kontakt
Für Rückfragen und Projekteinstiege steht das Fraunhofer IMTE unter https://www.imte.fraunhofer.de/de/kontakt.html zur Verfügung.
