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Prof. Dr. Andreas Lendlein, Leiter des Instituts für Biomaterialforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht in Teltow

Prof. Dr. Andreas Lendlein. Foto: Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Prof. Dr. Andreas Lendlein. Foto: Helmholtz-Zentrum Geesthacht

19.12.2017: Formgedächtnis-Polymere – ein revolutionärer Schritt für die Medizin
Der wissenschaftliche Werdegang von Prof. Dr. Andreas Lendlein mit all seinen Auszeichnungen und Ehrenämtern ist ebenso interessant wie die wissenschaftlichen Forschungsergebnisse des Chemikers auf dem Gebiet der Polymer-Forschung. Sein Hauptziel ist es, mithilfe dieser Ergebnisse der Regenerationsmedizin maßgeschneiderte multifunktionale Biomaterialien als „intelligente Kunststoffe“ an die Hand zu geben, die besser realisierbare medizinische Möglichkeiten eröffnen.

Am Institut für Biomaterialforschung in Teltow-Seehof – nicht weit entfernt von der Freien Universität Berlin, der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) und dem zukünftigen FUBIC im Berliner Südwesten - arbeiten Prof. Lendlein und sein Team an dem richtungsweisenden Brückenschlag zwischen Grundlagenforschung und Translation dieser Ergebnisse hin zur klinischen Anwendung.

Wege zur Forschung
Seit seiner Kindheit übte die Chemie eine besondere Faszination auf Andreas Lendlein aus, die bis heute anhält. Während seiner Schulzeit wusste ein engagierter Lehrer im Fach Chemie mit viel Elan und spannenden Experimenten die Begeisterung der Schüler  für diese Naturwissenschaft zu wecken. So kam es, dass bei Andreas  bereits in  der 7. Klasse feststand: Ich werde Chemiker! Seine Experimentierfreudigkeit führte ihn dann schnell zu „Jugend forscht“, wo er erste Forschungserfolge erzielte.

Im Verlauf des Chemie-Studiums, das er 1988 in Mainz (Johannes Gutenberg-Universität) aufnahm, war es der Hochschullehrer Prof. Dr. Reimund Stadler (†), Organiker und Makromolekular-Chemiker, der Andreas Lendleins Forschungspotential erkannte und förderte. Zahlreiche Übungssynthesen in der Polymerchemie ließen ihn  schon bald  die Frage nach ihrem Sinn und Nutzen vor dem Hintergrund „Was brauchen Menschen, wie finden wir eine Lösung?“ stellen.

Diese Frage begleitete Lendlein kontinuierlich auf seinem Weg, z.B. als Stipendiat des Verbandes der Chemischen Industrie nach seinem Studium an der Eidgenössischen Technische Hochschule (ETH) Zürich. Hier war er zwischen 1993 und 1997 im Rahmen seiner Doktorarbeit und als späterer Postdoktorand bei Prof. Dr. Ulrich W. Suter am Institut für Polymere im Department für Materialwissenschaften tätig. Er entwickelte immer größeres Interesse an dem Gebiet der Polymerforschung  sowohl im Labor als auch am Computer  (Anm.: Polymere sind  chemische Stoffe, die aus Makromolekülen einer oder mehrerer Struktureinheiten – sogenannten Wiederholeinheiten – bestehen).

Ziele und Stationen
Stets interessiert in alle Richtungen denkend und fragend, suchte Andreas Lendlein bereits als Student den Kontakt zur Industrie. „Ich konnte mich schon immer für Automobile begeistern. Also schrieb ich einen Brief an Edzard Reuter, den Vorstandsvorsitzenden der Daimler Benz AG, in dem ich mein Interesse zur Weiterbildung im Mercedes Benz Werk kund tat.“ Die Antwort kam prompt, und Lendlein erhielt als Stipendiat der Benz-Stiftung einen Praktikumsplatz. Er, den  Technik stark begeistert, erklärt: „Damals habe ich ernsthaft überlegt, in die Industrie zu gehen.“

Doch während seiner Züricher Zeit – interdisziplinäres Arbeiten und Forschen gewann erst langsam an Bedeutung – kam Andreas Lendlein in der Arbeitsgruppe von Prof. Suter dem Gebiet der „Anwendung von Polymeren in der Medizin“ immer näher und erkannte deren doch eher begrenzte Möglichkeiten: So waren die in der Medizin verwendeten Kunststoffe nicht gezielt für den medizinischen Bereich entwickelt worden, sondern stammten aufgereinigt aus Polymerentwicklungen aus industriellen Anwendungen.

Ein Schlüsselerlebnis war es, das Andreas Lendlein damals veranlasste, im Rahmen seiner Doktorarbeit  gezielt auf die Erforschung und Entwicklung multifunktionaler Biomaterialien hinzuarbeiten, die komplexen spezifischen Anforderungen biomedizinischer Anwendungen gerecht werden.

Prof. Lendlein erzählt: „Ein Chirurg aus einem benachbarten Institut kam zu mir mit einer medizinischen Fragestellung.  Ich musste damals feststellen, dass die bei mir im Labor vorhandenen Materialien keinesfalls für die medizinische Anwendung geeignet waren. Ich verstand plötzlich, wie wichtig es sein würde, spezifisch geeignete Biomaterialien für den medizinischen Bereich zu erforschen.“


Foto: Massachusetts Institute of Technology (MIT), wikipedia.org
Foto: Massachusetts Institute of Technology (MIT), wikipedia.org

Als Gastwissenschaftler ging Andreas Lendlein 1997 im Rahmen seiner Habilitation für ein Jahr an das Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (USA) in die Gruppe von Prof. Dr. Robert Langer, den er in Zürich kennengelernt hatte.

Prof. Lendlein erinnert sich: „Im MIT-Umfeld habe ich hervorragendes, innovationsgetriebenes, interdisziplinäres Arbeiten kennengelernt. Das fließende Zusammenspiel von Disziplinen wie der Materialwissenschaft, der Biologie und der Immunologie gestaltete sich dort vorbildlich.

Von den USA ging es nach Aachen, wo Andreas Lendlein als Habilitand am Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen, die in direkter Nachbarschaft zum Universitätsklinikum liegt, mit seiner Arbeitsgruppe ein Start-up-Unternehmen aufbaute und 2002 mit Abschluss seiner Habilitation zum Privatdozenten ernannt wurde. Er wurde Direktor des Instituts für Technologie und Entwicklung von Medizinprodukten (ITEMP) im Universitätsklinikum Aachen und Universitätsprofessor der Medizinischen Fakultät.

Einweihung BioMedTech III: (v.l.n.r) Institutsleiter Prof. Dr. Lendlein, Wissenschaftsministerin Dr. Münch, wiss. Geschäftsführer des HZG Prof. Dr. Kaysser und Architekt Becker. Foto: HZG/Till Budde
Einweihung BioMedTech III: (v.l.n.r) Institutsleiter Prof. Dr. Lendlein, Wissenschaftsministerin Dr. Münch, wiss. Geschäftsführer des HZG Prof. Dr. Kaysser und Architekt Becker. Foto: HZG/Till Budde

Forschungsstandort Teltow-Seehof
Seit 2002 ist Prof. Dr. Andreas Lendlein Leiter des Institutes für Biomaterialforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht in Teltow-Seehof sowie Universitätsprofessor für Materialien in den Lebenswissenschaften an der Universität Potsdam. An der Freien Universität Berlin hat er zudem seit 2008 eine Honorarprofessur inne.

Seine Forschungen in Teltow-Seehof finden an traditionsreichem Standort statt. Die 97-jährige Geschichte von Seehof ist fest mit der polymerchemischen Materialentwicklung verbunden. 1920 war durch die Vereinigten Glanzstoff Fabriken als eines der ersten ausschließlich der Polymerforschung gewidmeten Institute in Deutschland das Institut Teltow-Seehof gegründet worden. Nach dem Zweiten Weltkrieg – obwohl in der sowjetischen Besatzungszone gelegen – entging es durch einen besonderen Umstand der Enteignung und schrieb ab 1949 Geschichte als ein Institut der Akademie der Wissenschaften der DDR.  Auch nach Mauerfall und Wiedervereinigung blieb dieser qualitativ hochstehende Forschungsstandort bestehen.

Auf dem heutigen Campus des Helmholtz-Zentrums Geesthacht findet man neben dem Lendlein-Institut  zwei weitere Forschungseinrichtungen mit breiter Interdisziplinarität, die sich in den Forschungsergebnisse spiegelt.

„In der Geschichte des Traditionsstandortes für Polymerforschung spielte schon immer die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie eine maßgebliche Rolle“, erklärt Prof. Lendlein, dessen Hauptforschungsbereich auf dem Gebiet der für ihren Einsatz in der Medizin individuell zugeschnittenen Formgedächtnispolymere liegt. Die Anwendungsgebiete für die jeweiligen Funktionspolymere wandelten sich fortlaufend, doch für ihren Einsatz in der Gesundheitsforschung war die Polymerentwicklung stets ein bedeutendes Arbeitsfeld in Teltow, das damit zum stabilen Brückenschlag zwischen Brandenburg und Berlin beitrug. Für die Zusammenarbeit zwischen Brandenburg und Berlin engagiert er sich insbesondere als Vorsitzender des Beirats des Netzwerkes für Gesundheitswirtschaft HealthCapital Berlin-Brandenburg.

Prof. Lendlein weiß das Instituts-Umfeld mit seinen zahlreichen Hochschulen und Forschungseinrichtungen verschiedenster Disziplinen zu schätzen, ebenso die im Bereich der Gesundheitswirtschaft starke Industrie dieser Region, in unmittelbarer Nähe zu Berlin und verkehrsgünstig gelegen. Wichtige Forschungseinrichtungen im Berliner Südwesten wie die BAM und das Helmholtz Zentrum Berlin am Wannsee, das zukünftige FUBIC und das kapazitätenreiche Gewerbegebiet an der Goerzallee versprechen auch für die Zukunft sinnvolle Kooperationen und Symbiosen.

Untersuchung eines Hydrogels am Rheometer. Foto: Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Untersuchung eines Hydrogels am Rheometer. Foto: Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Forschungsschwerpunkte und -ziele
Prof. Andreas Lendlein ist die innovative Entwicklung von Formgedächtnis-Polymeren gelungen, die als Kunststoffe ihre Form durch gesteuerte Umgebungseinflüsse ändern und wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzen können. – Ein revolutionärer Schritt für den Bereich der Medizin, wo sie als funktionale Biomaterialien in Form von Implantaten, z.B. abbaubar bei Knochendefekten oder als Träger von Wirkstoffen hohes Anwendungspotenzial aufweisen. Sein wissenschaftliches Anliegen ist es, sich  den Herausforderungen zu stellen, die es ermöglichen, Funktionen in Materialien zu kreieren und mechanistisch zu verstehen. Mehrere dieser Funktionen in einem Material zu integrieren und diese innovativen, multifunktionalen Materialien dann in die Anwendung zu bringen, ist eine Motivation beim Forschen. Im Institut für Biomaterialforschung ist es Prof. Lendlein in den letzten 15 Jahren gelungen, die notwendige Prozesskette für diese Translationsforschung von der Materialherstellung, und -verarbeitung in Reinräumen über ausgiebige Prüf- und Messmethoden bis hin zum Implantatdesign und der benötigten Sterilisierung unter einem Dach aufzubauen und mit modernsten Analysemethoden auszustatten.

Foto: BCRT
Foto: BCRT

Für die Überführung der Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung werden auch in interdisziplinärer Kooperation am Berlin-Brandenburgischen Centrum für Regenerative Therapien (BCRT) diese Translationsvorgänge unter Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte und Zulassungsfragen beschleunigt. Als Mitglied des Direktoriums des BCRT, das von Charité und HZG gemeinsam betrieben wird, ist Prof. Lendlein auch Mitglied der Medizinischen Fakultät der Charité, Universitätsmedizin Berlin.
Auf dem Gebiet „Multifunktionale Biomaterialien für die Medizin“ erforscht Prof. Lendlein aktuell mit seinem rund 100-köpfigen Team an Chemiker, Physikern, Biologen, Medizinern, Pharmazeuten und Ingenieuren  sowie in Zusammenarbeit mit der FU Berlin und dem Helmholtz Zentrum Berlin die Wechselwirkungen zwischen adaptiven Biomaterialien und körpereigenen Proteinen. Denkbare Anwendungsgebiete sind der Kardiovaskuläre Bereich und die Minimalinvasive Chirurgie. Auch im Sonderforschungsbereich zum Thema Nanocarrier besteht ein lebhafter Austausch mit der FU Berlin, Fachbereich Biologie, Chemie und Pharmazie.

Seine entwickelten multifunktionalen adaptiven Biomaterialien „als bedeutenden Schritt“ in die Klinik zu bringen, ist Prof. Lendleins Hauptziel für die nahe Zukunft, in die er mit großem wissenschaftlichen und dem ihm eigenen Optimismus blickt.

Dabei ist er – wie auch das Regionalmanagement Berlin SÜDWEST - auf weitere Kooperationen mit Instituten, Firmen und Einrichtungen im Berliner Südwesten gespannt, die dabei helfen können, Brandenburg und Berlin zum Nutzen beider Regionen noch enger zusammenwachsen zu lassen.


Text: Jacqueline Lorenz

Kontakt und weitere Informationen unter:

Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG)
Institut für Biomaterialforschung
Kantstr. 55
14513 Teltow

Tel: +49 (0)3328 352-450
andreas.lendlein@hzg.de

www.hzg.de/biomaterialien 



Das „Regionalmanagement Berlin SÜDWEST“ (RMSW) ist im Rahmen des Wirtschaftsförderprogramms Gemeinschaftsaufgabe „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ (GRW) je zur Hälfte aus Bundes- und Landesmitteln sowie einem entsprechenden Anteil des Bezirks Steglitz-Zehlendorf von Berlin finanziert.

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