{"id":1522,"date":"2023-09-05T10:32:09","date_gmt":"2023-09-05T08:32:09","guid":{"rendered":"https:\/\/impactnavigator.de\/?p=1522"},"modified":"2023-09-05T10:32:12","modified_gmt":"2023-09-05T08:32:12","slug":"preise-durch-impact-deutscher-zukunftspreis-2022","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/impactnavigator.de\/?p=1522","title":{"rendered":"Preise durch Impact \u2013 Deutscher Zukunftspreis 2022"},"content":{"rendered":"\n

Wir freuen uns sehr, dass exzellente angewandte Forschung in einem Unternehmen mit dem Deutschen Zukunftspreis 2022 ausgezeichnet wurde.<\/strong> Im Interview mit Dr. Thomas Kalkbrenner <\/strong>diskutiert Forschungsmanager Dr. Christian Schunck<\/strong>, was die Erfolgsfaktoren und H\u00fcrden bei der Entwicklung der innovativen Technologie zur mikroskopischen Abbildung lebender Zellen waren.<\/p>\n\n\n

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Das Preistr\u00e4ger-Team: Dipl.-Phys. Ralf Wolleschensky, Dr. Thomas Kalkbrenner und Dr. J\u00f6rg Siebenmorgen (v.l.n.r.)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

K\u00f6nnen Sie zu Beginn kurz erkl\u00e4ren, welche Herausforderungen die mit dem Zukunftspreis ausgezeichnete Innovation – ein Mikroskop mit dem Namen ZEISS Lattice Lightsheet 7 – l\u00f6st?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

ZEISS Lattice Lightsheet 7 wurde speziell f\u00fcr die Abbildung lebender Zellen entwickelt. Es handelt sich um ein Fluoreszenzmikroskopsystem. Diese Technologie ist aus den Lebenswissenschaften nicht mehr wegzudenken und wird weltweit in unz\u00e4hligen Laboren eingesetzt. Das Problem ist aber, dass man, um diese so n\u00fctzliche Fluoreszenz anzuregen, die Probe mit relativ intensiver Lichtstrahlung, meistens Laserstrahlung, beleuchten muss. In den letzten Dekaden ist immer deutlicher geworden, dass das die Zellen nachhaltig sch\u00e4digen kann. Sie k\u00f6nnen dadurch sogar sterben. Und das ist nat\u00fcrlich besonders kritisch, wenn sich Forschungsergebnisse daran festmachen, dass die Zellen sich wie im nat\u00fcrlichen Umfeld verhalten. Das war der Ausgangspunkt, den wir bei dieser Entwicklung am Anfang hatten, sozusagen die Idee: Die Welt braucht ein Mikroskopsystem, bei dem die Zellen beim Beobachten nicht gesch\u00e4digt werden. Wir wollten das entwickeln, auch wenn noch gar nicht klar war, wie das \u00fcberhaupt funktionieren kann.<\/p>\n\n\n\n

Wie lange war denn der Weg von dieser anf\u00e4nglichen Idee bis zur Innovation?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Idee, wie ich sie gerade formuliert habe, war eigentlich mehr ein Wunsch. Das war etwa 2013. Seither sind tats\u00e4chlich zehn Jahre ins Land gegangen. Allerdings haben wir erste Systeme als Vorserie schon Ende 2019 an Kunden ausgeliefert. Es hat also etwa sieben Jahre gedauert, bis ein System auf dem Tisch stand.<\/p>\n\n\n\n


Was waren die gr\u00f6\u00dften Hindernisse, die Sie dabei \u00fcberwinden mussten?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In dem System stecken eigentlich drei Innovationen und damit waren auch drei gr\u00f6\u00dfere Hindernisse zu \u00fcberwinden. Zum einen mussten wir die Beleuchtungsstrategie eines herk\u00f6mmlichen Mikroskops komplett neu denken. Die eingangs erw\u00e4hnte Sch\u00e4digung der Zellen durch die Laserstrahlung k\u00f6nnen wir nat\u00fcrlich nicht v\u00f6llig verhindern, da wir die Molek\u00fcle in der Probe anregen m\u00fcssen. Also mussten wir uns \u00fcberlegen, wie man das Laserlicht so in die Zelle bringen kann, dass es m\u00f6glichst wenig sch\u00e4digt. Das war die eine gro\u00dfe Herausforderung und das Ergebnis sind unter anderem die speziellen Lichtbl\u00e4tter, die sogenannten Lattice Lightsheets. W\u00e4hrend diese Herausforderung durch die Physik bestimmt wird, kommt die zweite gro\u00dfe Herausforderung vom Markt: wir wollten von Anfang an ein Mikroskopsystem bauen, das in jedem Standardlabor einsetzbar ist. Das bedeutet, dass standardisierte Probentr\u00e4ger, die in der biomedizinischen Forschung etabliert sind, verwendet werden m\u00fcssen. Solche Probentr\u00e4ger, wie Petrischalen oder andere Zellkulturgef\u00e4\u00dfe, haben einen Glasboden. Da muss man normalerweise von unten durchmikroskopieren. Richtig schwierig war, dass unsere Beleuchtungsstrategie, das Ergebnis der \u00dcberwindung der ersten Herausforderung, bedingt, dass unsere Optiken eben schief durch diesen Glasboden schauen m\u00fcssen. Das war ein bis dato ungel\u00f6stes optisches Problem, weil dabei extreme Bildfehler auftreten.<\/p>\n\n\n\n

Und die dritte Herausforderung war, aus diesen zwei Ans\u00e4tzen und den neuen Technologien, die sich daraus ergaben, ein System zu machen, welches durch jeden bedienbar ist. Das ist ganz entscheidend, wenn wir m\u00f6chten, dass das in Standardlaboren einsetzbar ist. Dann muss es von Nicht-Physikern und nicht speziell daf\u00fcr ausgebildeten Menschen bedient werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Man sieht, es ging nicht nur um eine wissenschaftliche Fragestellung, sondern wirklich darum, ein Produkt zu entwickeln.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ja, das war wirklich wichtig. Wenn wir es nicht geschafft h\u00e4tten, ohne spezielle Probentr\u00e4ger auszukommen, dann h\u00e4tten wir immer noch ein tolles Mikroskopsystem. Aber es w\u00fcrde in einer Nische bleiben, in einer High-End-Nische der universit\u00e4ren Forschung f\u00fcr Leute, die sich darauf einlassen k\u00f6nnen und wollen. Gleiches gilt f\u00fcr die Bedienbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

Das hat also den potenziellen Impact bzw. die M\u00f6glichkeiten der Nutzung deutlich erh\u00f6ht.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Auf jeden Fall.<\/p>\n\n\n\n

Gab es in dem Entwicklungsprozess auch irgendwo einen Moment, wo Sie fast aufgegeben h\u00e4tten?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nur einen?<\/p>\n\n\n\n

\u2026oder mehrere solche Momente?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ja, die gab es. Das war auch keine nur geradlinige Entwicklung, insbesondere f\u00fcr das Problem der schiefen Abbildung  durch die Probengef\u00e4\u00dfb\u00f6den. Daf\u00fcr haben wir nicht die erste m\u00f6gliche L\u00f6sung umgesetzt, sondern tats\u00e4chlich erst die dritte. Das war auch eine sehr spannende Phase f\u00fcr das Team. Es gab also L\u00f6sungen, die prinzipiell funktioniert h\u00e4tten, bei denen wir uns aber aus verschiedensten Gr\u00fcnden entschieden haben, sie nicht umzusetzen. Bei der ersten L\u00f6sung haben wir nicht mal einen Demonstrator gebaut, weil wir schon fr\u00fch gesehen hatten, dass das zu gro\u00df, zu komplex und potenziell zu teuer wird. Erst die dritte L\u00f6sung hatte dann das Potential, wirklich der Kern eines Systems zu werden, das in jedem Labor eingesetzt werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Als wir dann wirklich zum ersten Mal einen Demonstrator auf den Tisch gestellt haben, ging es darum, dass man das System \u00fcberhaupt erstmal justiert bekommen muss, bis es das tut, was es tun soll. Dadurch, dass wir die etablierten Pfade der Mikroskopie an verschiedensten Stellen verlassen mussten, war eigentlich alles neu. Und ja, da gab es nat\u00fcrlich schon Tage und Wochen im Labor, an denen einfach erstmal nichts funktionierte. Und auf der anderen Seite steht nat\u00fcrlich dann der Moment, in dem zum ersten Mal in dieser noch nie dagewesen Konfiguration echte, belastbare Bilder entstehen. Das war dann nat\u00fcrlich ein Highlight.<\/p>\n\n\n\n

Wann gab es das erste Bild?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das muss 2018 gewesen sein.<\/p>\n\n\n\n

Und dann ging es schnell zum Kunden?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ja, dann geht es nat\u00fcrlich auch gleich weiter, da wir sofort demonstrieren wollten und mussten, dass das zentrale Versprechen des Systems, n\u00e4mlich diese ultimative Probenschonung, erf\u00fcllt wird. Das haben wir dann auch gesehen. Das war ganz, ganz wichtig f\u00fcr den Impact, auch innerhalb der Firma.<\/p>\n\n\n\n

Man hatte sich das vorher zwar \u00fcberlegt und die Gesetze der Physik haben eigentlich gezeigt, dass  es so funktionieren muss, aber es ist trotzdem wichtig, dass man diesen Nachweis f\u00fchren kann. Dieses System zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht nur eine Evolution ist. Es ist also nicht nur 20 Prozent oder 50 Prozent probenschonender als existierende Systeme, sondern es sind wirklich Gr\u00f6\u00dfenordnungen, die dazwischen liegen. Das konnte man damals zum ersten Mal auch sehen, im direkten Vergleich.<\/p>\n\n\n\n

Welche Rolle hat das Team bei dem Meistern von all diesen Herausforderungen gespielt?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche! Das geht nicht ohne das Ineinandergreifen vieler H\u00e4nde und Gehirne. Das war auch insofern eine sehr spannende Zeit, weil das Team sich in den unterschiedlichen Projektphasen durchaus unterschiedlich zusammengesetzt hat. Am Anfang waren sehr viel Theorie und Optikdesign erforderlich. Dann ging es irgendwann eher in die Labor- und Engineeringphase.<\/p>\n\n\n\n

Wir waren immer ein vergleichsweises kleines Team und konnten dadurch sehr fokussiert an diesen Themen arbeiten. Die Motivation war sehr wichtig, aber auch dass wir immer viel Zeit darauf verwendet haben, zu erkl\u00e4ren, was dort passiert und warum das so wichtig ist.<\/p>\n\n\n\n

Wie war die Reaktion im Unternehmen auf ein System, bei dem alles neu gemacht wurde?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wir haben versucht, vor allem die Produktion so fr\u00fch wie m\u00f6glich mit einzubinden. Wir haben zun\u00e4chst eine kleine Vorserie aufgelegt und diese Systeme gemeinsam mit kreativen T\u00fcftlern gebaut. Dabei haben wir alle erst den Umgang mit den neuen Technologien f\u00fcr die Serienfertigung gelernt und so ist die Keimzelle f\u00fcr die heutige Serienproduktion entstanden.<\/p>\n\n\n\n

Und wie haben die Kunden reagiert?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dieses System war nicht nur f\u00fcr uns als Firma in fast allen Belangen neu, sondern das war nat\u00fcrlich auch f\u00fcr die Anwender Neuland. Deshalb hatten wir eine Vorserie aufgelegt, die nur an ausgew\u00e4hlte Kunden gegangen ist, die sich darauf einlassen wollten. Die sind zun\u00e4chst zu uns gekommen und haben sich den Demonstrator f\u00fcr einen Tag angeschaut und damit ihre mitgebrachten Proben mit uns gemeinsam untersucht. Dabei ist allen sofort klar geworden, dass das wirklich einen riesigen Unterschied macht. Allein den Wow-Effekt dieser Besuche ins Team mitzunehmen hat f\u00fcr sehr viel Motivation gesorgt.

Wie wichtig war die Kooperation mit externen Wissenschaftlern?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

In diesem Fall waren das schon auch Kunden, also die Wissenschaftler haben f\u00fcr die Systeme bezahlt, und zwar nicht wenig. Insofern war auch das ein Beweis f\u00fcr den Impact, weil diese Wissenschaftler gesehen haben, dass das f\u00fcr ihre Forschung einen Unterschied macht und sie so \u00fcberraschend schnell bereit waren, tief in die Tasche zu greifen, um Teil dieses Early Customer Programms zu werden. Wir haben in diesem Programm aber auch eng zusammengearbeitet, der Austausch ging in beide Richtungen. Das war auch f\u00fcr uns sehr wichtig, weil wir lernen und besser verstehen wollten, was unsere Kunden eigentlich mit diesem System tun und an welche Grenzen sie mit diesem ersten Wurf sto\u00dfen und was dann auch Weiterentwicklungen sein k\u00f6nnten, insbesondere im Bereich der Software.<\/p>\n\n\n\n

Wir haben diese Plattform so konzipiert, dass wir zuk\u00fcnftige Weiterentwicklungen auf der gleichen Hardwareplattform durchf\u00fchren k\u00f6nnen. Gerade zu diesem Softwareaspekt und der Bedienbarkeitsphilosophie gab es sehr viel Input von den Teilnehmern des Early Customer Programms. Das war f\u00fcr uns sehr n\u00fctzlich.<\/p>\n\n\n\n

Wo liegt der wesentliche Impact dieses Systems?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Im Moment liegt der Impact vor allem im Erkenntnisgewinn. Was wir im Zuge dieses Early Customer Programms deutlich gesehen haben, ist, dass damit Dinge nicht einfach nur besser gehen als fr\u00fcher, sondern dass Experimente m\u00f6glich werden, die zuvor gar nicht m\u00f6glich waren, und zwar in verschiedensten Bereichen, die schon heute absolut relevant sind, beispielsweise bei Infektionskrankheiten oder in der Krebsforschung.<\/p>\n\n\n\n

Ein Gro\u00dfteil der Daten, die in vielen Pr\u00e4sentationen schon gezeigt wurden oder bei uns auf der Webseite zu sehen sind, stammen aus dem Early Customer Programm, wo Prozesse beobachtet werden konnten, die so zuvor noch nie beobachtet wurden.

Das wird sich in wirtschaftlichen Impact umwandeln, und zwar erstmal bei uns durch eine erh\u00f6hte Nachfrage nach diesen Systemen. Das ist nat\u00fcrlich wichtig, am Ende entwickeln und bauen wir Systeme, um sie zu verkaufen. In diesem Fall sind wir aber \u00fcberzeugt, dass der Impact weit dar\u00fcber hinausgehen wird. Durch die F\u00e4higkeit, mit Standardprobegef\u00e4\u00dfen umzugehen, ist es eigentlich das einzige System dieser Art, das auch f\u00fcr die Pharmabranche interessant werden kann. Alle Prozesse dort drehen sich um Standardprobentr\u00e4ger, das kann nicht ver\u00e4ndert werden. Es ist sehr spannend f\u00fcr uns zu versuchen, diesen Markt zu erschlie\u00dfen. Und daraus werden sich nat\u00fcrlich Erkenntnisse entwickeln, die dann wiederum f\u00fcr die Gesellschaft und dann auch auf einer breiteren wirtschaftlichen Basis relevant werden. Wenn darauf aufbauend zum Beispiel neue Wirkstoffe entstehen, dann wird das viel breitere Kreise ziehen als nur unsere Systemverk\u00e4ufe.<\/p>\n\n\n\n


Wie k\u00f6nnen wir in Deutschland aus Ihrer pers\u00f6nlichen Sicht eines Wissenschaftlers in einem Unternehmen den Impact in der angewandten Forschung weiter steigern?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Es gibt da eine Skepsis in der Medienlandschaft, ob es immer noch m\u00f6glich ist auch in Deutschland innovative Produkte zum Erfolg zu bringen, die auch in Deutschland gefertigt werden. Eine kurze Nebenbemerkung sei erlaubt: die Wertsch\u00f6pfungskette von diesem System liegt zum gro\u00dfen Teil in Deutschland, also auch die Zuliefererkomponenten. Ich denke, damit das m\u00f6glich ist, braucht es einen gewissen Mut zur Innovation. Auch ein gewisses Durchhalteverm\u00f6gen. Ich habe ja schon umrissen, dass der Weg zum Produkt nicht immer direkt war. F\u00fcr bahnbrechende, durchschlagende Innovationen mit Impact kann er das vielleicht auch gar nicht sein. Und das muss man sich aber erlauben, das muss man zulassen. Und da haben wir vielleicht auch bei ZEISS als Stiftungsunternehmen eine bessere Ausgangssituation als vielleicht ein b\u00f6rsennotiertes Unternehmen. Das kann auch eine Erkenntnis sein: wenn wir sowas erreichen wollen, dann muss man daf\u00fcr sorgen, dass es auch an der einen oder anderen Stelle das Durchhalteverm\u00f6gen gibt, dass auch Schleifen zugelassen werden. Was man dabei allerdings nie aus dem Auge verlieren darf, ist das Ziel. Wir haben uns beispielsweise die Systemeigenschaft der einfachen Anwendbarkeit mit allen g\u00e4ngigen Probentr\u00e4gern fast schon als Dogma vorgegeben. Davon sind wir nicht abger\u00fcckt und das war wichtig, sonst h\u00e4tten wir heute den Impact nicht.<\/p>\n\n\n\n

War das auch wichtig f\u00fcr die interne Kommunikation, um die Unterst\u00fctzung aufrechtzuerhalten?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Genau. Und da wiederum war es wichtig, dass wir im Entwicklungsprozess auch Zwischenmeilensteine hatten, wo man immer wieder zeigen kann, hier ist wieder eine H\u00fcrde genommen worden, die Perspektiven sehen immer noch gut aus. Auf der anderen Seite muss man auch immer wieder von der Marktseite und von der Kundenseite pr\u00fcfen: sind die Anforderungen immer noch dieselben? Bei Entwicklungszeitr\u00e4umen von mehreren Jahren kann sich auch mal von dieser Seite etwas ver\u00e4ndern. Das muss man immer im Fokus behalten und gegebenenfalls nachjustieren.<\/p>\n\n\n\n

Haben Sie auch externe F\u00f6rderung erhalten oder wurde die Entwicklung rein intern finanziert?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Teile des optischen Systems wurden im Rahmen eines BMBF gef\u00f6rderten Verbundprojektes mit dem Akronym nanoSPIM (Schonende hochaufl\u00f6sende Fluoreszenzmikroskopie lebender Zellen mit frei einstellbarem Lichtblatt) entwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Zum Abschluss habe ich noch eine Frage: Ihre Kollegen und Sie haben das Preisgeld gestiftet. Welchen Impact haben Sie damit beabsichtigt?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wir waren uns sehr schnell einig, dass wir das Preisgeld stiften wollen, und zwar f\u00fcr die naturwissenschaftliche Bildung und wenn m\u00f6glich lokal. Wir haben hier in Jena ein sch\u00f6nes Projekt gefunden mit dem Deutschen Optischen Museum, das gerade am Entstehen ist. Dort wird ein Didaktikraum aufgebaut, in dem vormittags MINT-Lehrer, die Naturwissenschaftslehrer Th\u00fcringens, ausgebildet werden und nachmittags wird der Raum als Sch\u00fclerlabor dienen. Und genau da gab es eine Finanzierungsl\u00fccke, und das konnten wir dann \u00fcbernehmen. Das ist eine sehr sch\u00f6ne Sache, weil wir \u00fcberzeugt sind, dass f\u00fcr Innovationen die naturwissenschaftliche Bildung sehr wichtig ist. Da wird das Fundament gelegt f\u00fcr die Zukunftspreise von \u00dcbermorgen. Aber man darf dabei nicht nur auf diese Leuchtturmauszeichnungen schauen, so wichtig sie sind. Nat\u00fcrlich brauchen wir eine breite, solide naturwissenschaftliche Ausbildung, wenn wir als Hightech-Standort auch in Zukunft erfolgreich sein wollen. Das ist an dieser Stelle der Impact, den wir uns erhoffen. Und deswegen setzen wir daf\u00fcr sehr gerne das Preisgeld ein.<\/p>\n\n\n\n

Ich bin mir sicher, dass sich viele Lehrer, Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fcler freuen werden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das hoffen wir!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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