Wenn der Besucher der Messestadt Frankfurt am Main die Friedensbrücke" in Richtung des AEG Hochhauses überquert, wird er in der Forsthausstraße zur Rechten in einem gepflegten Park eine Villa altenglisehen Stils entdecken; aber selbst der aufmerksame Spaziergänger, dem die einfache Tafel an der Gartenpforte "Max PlanckInstitut für Biophysik" in die Augen fallen sollte, wird kaum mehr als einige unklare Vorstellungen damit verbinden können.

hat Professor Friedrich Dessauer in Frankfurt das "Universitätsinstitut für physikalische Grundlagen der Medizin" begründet. 1934 übernahm Professor Rajewsky das Institut —: er arbeitet also seit drei Jahrzehnten in der biophysikalischen Forschung. Er hat auch den damit verbundenen Lehrstuhl (es ist übrigens der einzige Lehrstuhl dieser Art in Deutschland) an der Universität Frankfurt inne. Schon im Jahre 1937 ist übrigens das Dessauersche Institut zürn "Kaiser Wilhelm Institut für Biophysik" erweitert worden.

Die Biophysik befaßt sich mit der jener physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die in allen lebenden Organismen wirksam sind. Immer stärker spielen heute ja "Denkmodelle" aus den verschiedensten Zweigen der Physik — besonders aus der Atom- und Quantenphysik — in den Vorstellungen der Biologen eine Rolle. So ist denn die Biophysik eine Grenzwissenschaft zwischen Physik einerseits und der Biologie sowie der Medizin andererseits. Es kommt also darauf an, biologische und medizinische Fragen mir den Mitteln der Physik zu klären.

Welche Ergebnisse haben die Biophysiker bisher warten? Da ist die Erforschung der biologischen Wirksamkeit von Röntgen- und Radiumstrahlen; eines der "traditionellen" Arbeitsthemen der Bipphysik. Die beutigen Forschungen erstrecken sich dabei auf alle Strahlenwirkungen vom Infrarot über das Ultraviolett bis zu den ionisierenden, sehr energiereichen Strahlungen. Vor allem konzentrieren sich die Arbeiten auf die Probleme des "Wirkungsmechanismus" der einzelnen Strahlungen im Organismus, auf die durch Strahlungen in organischen Substanzen verursachten Schäden sowie auf ; Aufklärung Die meisten technischen und physikalischen Apparaturen müssen, damit sie besonderen Anforderungen genügen, im Institut konstruiert und in eigenen feinmechanischen, optischen und elektrischen Werkstätten angefertigt werden. Für viele strahlenbiologische Untersuchungen genügten die käuflichen Röntgenanlagen nicht. So wurde zum Beispiel in dreijähriger Arbeit eine Hochleistungsanlage (es ist die zur Zeit leistungsstärkste Röntgenanlage der Welt), entwickelt, die die Dosisleistung einer normalen Röhre um etwa das 20 OOOf ache übertrifft. Diese Anlage — es sieht in diesem Zimmer eher wie in einem Transformatprenhaus aus — verdeutlicht, welch großer und spezieller Mittel die heutige Forschung bedarf, wenn sie überhaupt an die Probleme herankommen will. Andererseits wird daran sichtbar, daß Forscher, die auf Grenzgebieten arbeiten, keine "reinen Spezialisten" sein dürfen. Voraussetzung für alle Mitarbeiter ist daher die Kenntnis der Physik (nebst der dazugehörigen Mathematik und Technik). Daneben aber sind umfangreiche Kenntnisse in Chemie, Biologie und Medizin nötig.

Eine besondere Arbeitsgruppe des Instituts hat umfangreiche Arbeiten zur Festlegung und Wahrung der Maßeinheit für Röntgenstrahlen ausgeführt. Das ist von unmittelbarer Bedeutung für die praktische medizinische Anwendung der Röntgenstrahlen. Es besteht am Institut heute eine amtliche Prüf- und Beratungsstelle für die medizinische Verwendung von Radium- und Röntgenstrahlen sowie der radioaktiven Substanzen. Auch in Deutschland sind für die Mitarbeiter jener medizinische Institute, in denen strahlentherapeutisch und diagnostisch gearbeitet wird, ebenso wie für Strahlenforschungsinstitute laufende Strahlenschutzmessungen von großer Wichtigkeit. So tragen viele Mitarbeiter des Frankfurter Instituts an der Brust eine Filmplakette, etwas kleiner als eine Streichholzschachtel: Nach einer bestimmten Zeit wird der Film entwickelt, und an seiner Schwärzung läßt sich erkennen, wie groß die Strahleneinwirkung war, der der Betreffende ausgesetzt war. Durch diese dauernde Kontrolle ist gewährleistet, daß die zulässige Strahleneinwirkung nicht überschritten wird.

Eine andere Abteilung beschäftigt sich mit di Erscheinungen radioaktiver Vergiftungen. Es war seit langem bekannt, daß bei Arbeitern in solchen Bergwerken, die radioaktive Mineralien enthalten, ein charakteristischer Lungenkrebs auftritt. Seitdem besonders Radium und Mesothorium in der Industrie, der Medizin und der Forschung Verwendung finden, traten immer wieder radioaktive Vergiftungen auf. Man weiß heute, daß die radioaktiven Stoffe, wenn sie in den Körper gelangen, hochwirksame Gifte sind. So kann bereits ein millionstel Gramm Radium, wenn es im menschlichen Körper abgelagert ist, im Laufe von mehreren Jahren den Tod herbeiführen. Um in solchen Fällen helfen zu können, wurden im Institut hochempfindliche Nachweisverfahren ausgearbeitet. Mit Hilfe von photographischen Bahnspuraufnahmen am Gewebe gelang die Lokalisation radioaktiver Stoffe im Körper, Die Diagnostik erfordert es darüber hinaus, daß wandernde Stoffe im Körper verfolgt werden. In den letzten Jahren gelang es an zwei Radiumvergiftungsfällen, die mengenmäßige Ausscheidung des Radiums während der ersten Wochen nach der Vergiftung getrennt nach Stuhl und Urin zu ermitteln. Und zwar war in einem Berliner Forschungslabor eine Laborantin durch die Explosion eines Radium Beryllium Präparats vergiftet worden. In den ersten Tagen nach der Vergiftung konnte man eine sehr intensive Ausscheidung des Radiums feststellen. Derartige Ausscheidungskurven sind von großer praktischer Bedeutung, denn sie gestatten die Abschätzung der noch im Körper verbleibenden Giftstoffe und somit die Beurteilung der zu erwartenden Schädigungen. Sehr wesentliche biophysikalische Fragen liegen im Bereich der ultravioletten Strahlen (die keineswegs nur von kosmetischem Interesse sind). Die Wirkung ultravioletter Strahlung ist in sehr spezifischer Weise abhängig von ihrer Wellenlänge. Nur durch eine genaue Klärung, welche Therapie durch welche Wellenlänge erreicht werden kann, vermag die Medizin sich ihrer zu bedienen. Um eine für medizinische Anwendung ausreichend intensive UV Strahlung zu erzeugen, wurde am Institut eine Apparatur entwickelt, die es gestattet, aus jdem ultravioletten Strahlungsgemisch einer Strahlenquelle ganz bestimmte Wellenlängen auszuwählen, die für einzelne charakteristische biologische Wirkungen maßgebend sind. Zum Beispiel ist für die Heilung rachitischer Erscheinungen eine andere U V Wellenlänge wirksam als für die Abtötung von Bakterien. Hierbei waren enorme technische und konstruktive Schwierigkeiten zu überwinden. Heute ist es mit diesen Geräten — sogenannten mehrere Versuchspersonen in nicht allzu weiter Entfernung bestrahlen zu können. Man untersuchte auf diese Weise zum. Beispiel den Einfluß bestimmter Wellenlängen der UV Strahlung auf die Leistungsfähigkeit der Menschen.

In der Ultraschallforschung konnte in den letzten Jahren nachgewiesen werden, daß der größte Teil der Wirkung bei "Beschallungen" auf der mit der Absorption der Ultraschallenergie verbundenen Erwärmung des Gewebes beruht. Besondere Aufmerksamkeit wurde dem Einfluß der Ultraschallwellen auf den Stoffwechsel des Gewebes geschenkt. In der sogenannten Warburg Apparatur, die der genauen Messung des Gewebestoffwechsels dient, zeigte sich, daß bei Temperaturen zwischen 42 Grad und 46 Grad (durch Beschallung erzielt!) die Stoffwechselwerte, das heißt: die Sauerstoffaufnahme des Gewebes einen Höchstwert erreichen. Bei weiterem Ansteigen der Temperatur sinkt die Sauerstoffaufnahme des Gewebes ab. Bestätigt wurden die Untersuchungen auch, indem man durch einfache Erwärmung des Gewebes — zum Beispiel in einem Wasserbad — die gleichen Stoffwechseländerungen feststellte wie bei Beschallung. Ein besonderes Problem, das für viele Fragestellungen der biophysikalischen Forschung wichtig ist, ist die Temperaturmessung in sehr kleinen biologischen Bereichen, etwa in einzelnen Zellen. Nur so kann man genaue Aufschlüsse über die Energieverhältnisse im Organismus, über den Energieaustausch innerhalb einer lebenden Zelle gewinnen. Man prüfte zunächst die Frage, ob Temperaturmessungen in derartig kleinen Räumen wie denen, einer Zelle theoretisdh als aussichtsvoll betrachtet werden konnten. Die elektrischen und thermischen Größen wurden ermittelt; man ging an die praktische Ausführung. Erhebliche technische und experimentelle Schwierigkeiten stellten sich ein. Doch das Vorhaben gelang. Heute sind derartige "Thermonadeln", die man zur Messung in die Zelle einsticht, vom Institut bis zu einem Spitzendurchmesser von 0 8 tausendstel Millimeter hergestellt und erprobt worden. Als dünne Schichten sind Antimon und Wismut auf die feinen Quarznadeln aufgetragen. Man hofft, Thermonadeln bis zu ein Zehntausendstel Millimeter Spitzendurchmesser herstellen zu können. Messungen mit einem derartigen Mikrogerät ähneln einer normalen Zelloperation und werden am sogenannten Mikromanipülator durchgeführt.