Süddeutsches Magnetic Particle Imaging Zentrum (SMPI)

• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 572602692

Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein innovatives Bildgebungsverfahren, das die hochauflösende und quantitative Darstellung von magnetischen Nanopartikelverteilungen in Echtzeit ermöglicht. Die hohe zeitliche Auflösung in Kombination mit Tracerspezifität und dem Verzicht auf ionisierende Strahlung macht MPI besonders attraktiv für biomedizinische Anwendungen wie kardiovaskuläre Diagnostik, bildgeführte Interventionen und Zellverfolgung. Trotz vielversprechender Fortschritte in der Kleintierbildgebung bleibt die Übertragung von MPI in die klinische Anwendung eine offene Herausforderung - hauptsächlich aufgrund des Fehlens einer dedizierten translationalen Forschungsinfrastruktur. Ziel dieses Projekts ist der Aufbau eines interdisziplinären Zentrums für translationale MPI-Forschung in Süddeutschland mit Standort in Würzburg. Das Süddeutsche MPI Zentrum (SMPI), soll die vollständige Entwicklungskette von MPI unterstützen – von der grundlegenden Tracer-Charakterisierung bis hin zur anwendungsbezogenen Forschung an bildgebenden Verfahren im menschlichen Maßstab. Das übergeordnete translationale Ziel lässt sich mit "From mouse to man" zusammenfassen. Zur Umsetzung sind drei komplementäre MPI-Systeme geplant: (a) Ein präklinischer MPI-Scanner, optimiert für die Bildgebung an Kleintieren (Maus, Ratte), ergänzt durch ein Computertomographie(CT)-System für die anatomischen Referenz. Diese Konfiguration ermöglicht eine standardisierte Validierung von Tracern sowie die Entwicklung von Protokollen auf dem aktuellen Stand der Technik. (b) Ein speziell entwickeltes mittelgroßes MPI-System zur translationalen Bildgebung in größeren Tiermodellen wie Kaninchen oder Minischweinen. Dieses System stellt einen entscheidenden Zwischenschritt dar, um experimentelle Erkenntnisse über die technischen und biologischen Anforderungen künftiger Anwendungen am Menschen zu gewinnen. (c) Eine dedizierte MPI-Spektroskopie-Plattform zur hochauflösenden Analyse neuartiger Tracer. Dieses Gerät erlaubt die präzise Charakterisierung von Relaxationseigenschaften, Empfindlichkeit und Signalstabilität unter kontrollierten Bedingungen. Eingebettet in eine bestehende interdisziplinäre Forschungsumgebung wird diese Infrastruktur eine enge Zusammenarbeit zwischen Physiker:innen, Ingenieur:innen, Ärzt:innen und biomedizinischen Wissenschaftler:innen ermöglichen. Durch das Angebot verschieden großer MPI-Systeme vom Kleintier- zum klinischen Maßstab zielt das Projekt darauf ab, einen substanziellen Beitrag zur Überführung der MPI-Technologie "from mouse to man" zu leisten - sowohl in wissenschaftlicher als auch in praktischer Hinsicht.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: MPI-Tomograph für Proben bis 30cm Durchmesser ; Magnetpartikelspektroskop mit variablem Offsetfeld
• Gerätegruppe: 3233 Nichtlineare Magnetpartikel Bildgebung, Magnetic Particle Imaging (MPI)
• Antragstellende Institution: Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• Leiter: Professor Dr. Volker Christian Behr