Unkonventionell in fünf Dimensionen

Unter dem Projekttitel »ADAM – Adaptive Dynamische und biokompatible Mikrooptiken für Endoskopiesysteme mittels 5D‑Druck« starten die Ernst-Abbe-Hochschule Jena (EAH Jena) und die Friedrich-Schiller-Universität Jena (Uni Jena) ein gemeinsames Forschungsprojekt, das durch die Carl‑Zeiss‑Stiftung im Rahmen des Förderprogramms »Wildcard« unterstützt wird. Dieses Programm richtet sich an interdisziplinäre Teams mit mutigen, »wilden«, radikal neuen Ideen im MINT-Bereich. Das Projekt erhält rund 895.000 Euro für den Zeitraum von März 2026 bis Februar 2028.

Ziel von ADAM ist die Entwicklung neuartiger, lichtgesteuerter Mikrooptiken für die Endoskopie und Mikrochirurgie. Mikrooptiken ermöglichen die hochauflösende Bildgebung in minimal-invasiven Verfahren. Die Forschenden beider Hochschulen kombinieren ihre Expertise, um Optiken zu entwickeln, die ihre Fokuslage und spektralen Eigenschaften in Echtzeit an wechselnde Bedingungen anpassen können. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Biokompatibilität, damit die Komponenten zukünftig in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden können.

Eine technologische Neuerung ist der Einsatz des sogenannten 5D-Drucks. Neben der Form (3D) und der zeitlichen Veränderbarkeit (4D) wird eine fünfte Dimension eingeführt: die gezielte Gestaltung von Materialeigenschaften, die auf Licht oder Temperatur reagieren. Dadurch können diese gedruckten Mikrostrukturen aktiv ihre Form oder ihr optisches Verhalten durch äußere Einflüsse wie Licht oder Temperaturveränderungen anpassen.

Dafür entwickeln die Forschenden neuartige Funktionsmaterialien, die auf Wärme- oder Lichtreize reagieren und im additiven Mikrostrukturdruck eingesetzt werden. Die Aktivierung erfolgt über zwei Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge, die definierte strukturelle und optische Reaktionen im Material auslösen.

Die möglichen Einsatzfelder sind breit: von der optischen Biopsie und robotergestützten Mikrochirurgie bis hin zu industriellen Prüfverfahren. Die extrem kompakten, anpassbaren Optiken eröffnen neue Wege für hochpräzise Bildgebung und Diagnostik. »Diese Entwicklungen könnten die Sicherheit und Effizienz medizinischer Eingriffe signifikant verbessern«, so Prof. Dr. Jens Bliedtner von der EAH Jena.

»Mit ADAM haben wir die Möglichkeit, die Grenzen der Medizintechnik neu zu definieren und durch die Verbindung von Biokompatibilität und adaptiver Optik wegweisende Anwendungen zu schaffen«, ergänzt Prof. Dr. Felix Schacher von der Uni Jena. »Unser technologischer Ansatz ermöglicht signifikante Fortschritte für den 3D-Druck und für Anwendungen in der Medizintechnik. Gleichzeitig stärkt er die Innovationskraft der Region Thüringen.«

Über die Carl-Zeiss-Stiftung

Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für wissenschaftliche Durchbrüche zu schaffen. Als Partner exzellenter Wissenschaft unterstützt sie sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fachbereichen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die Carl-Zeiss-Stiftung eine der ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden Stiftungen in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss AG und SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen der beiden Stiftungsunternehmen finanziert.