Nachricht vom 4. Juli 2025

Zwei Doktorandennetzwerke fürs HZDR bewilligt

Gleich zwei vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) koordinierte Anträge konnten sich im Feld von insgesamt mehr als 1.400 Anträgen im Marie Skłodowska-Curie Programm der Europäischen Union durchsetzen. Die beiden bewilligten Doktorandennetzwerke RAPTORplus und COMBINE ermöglichen insgesamt 35 Doktorand*innen, in maßgeschneiderten Promotionsprogrammen, international gut vernetzt und mit Forschungsaufenthalten an verschieden Einrichtungen zu promovieren. 

Die Marie Skłodowska-Curie Doktorandennetzwerke zeichnen sich dadurch aus, dass die Doktorand*innen bei einem Partner im Programm eingestellt werden und sich zusätzliche, assoziierten Partner mit Workshops, Summerschools oder auch Gastaufenthalten am Training der Doktorand*innen beteiligen.

Für diese beiden Doktorandennetzwerke werden insgesamt 35 Doktorand*innen eingestellt:

RAPTORplus: Right-time Adaptive Particle Therapy Of canceR - Personalisation through anatomical plus biological adaptation

Koordinatorin Dr. Kristin Stützer (OncoRay); insgesamt 18 Doktorand*innen

In rund 30 europäischen Partikeltherapiezentren werden Protonen oder andere leichte Ionen zur Bestrahlung von soliden Krebstumoren genutzt. Die endlichen Reichweiten von Partikelstrahlen im Körper ermöglichen extrem tumorkonforme Dosisverteilungen, die das gesunde Gewebe besser schonen und das Risiko strahleninduzierter Nebenwirkungen senken. Während einer mehrwöchigen Strahlentherapie treten häufig Änderungen im Patienten auf, idealerweise durch eine Tumorschrumpfung, aber beispielsweise auch durch Gewichtsverlust, variable Füllung des Verdauungstrakts oder Unsicherheiten in der täglichen Positionierung. Diese können die Partikelreichweite und damit die Effektivität der Therapie beeinflussen. Durch sofortige Anpassungen im Bestrahlungsplan könnte jedoch eine stets optimale Dosisverteilung sichergestellt werden. Die effiziente Implementierung und Weiterentwicklung einer sogenannten online-adaptiven Partikeltherapie (OAPT) ist das wissenschaftliche Ziel von RAPTORplus. Das Konsortium baut auf der erfolgreichen Arbeit und Vernetzung der akademischen, klinischen und industriellen Projektpartner im Vorgängerprojekt RAPTOR auf - ebenfalls ein Marie-Skłodowska-Curie Internationales Trainingsnetzwerk, an dem das OncoRay bereits beteiligt war. Die nachhaltige OAPT-Implementierung erfordert mehr als die bisherige Entwicklung einzelner Komponenten. Um dem wirtschaftlichen Druck in den europäischen Gesundheitssystemen standzuhalten, müssen marktfähige Lösungen neben nahtloser Funktionalität auch höchste Effizienz, Sicherheit und optimalen klinischen Nutzen bieten. Hinsichtlich dieser Aspekte sowie der weiteren Personalisierung der adaptiven Partikeltherapie durch Einbeziehung bildbasierter Biomarker und biologischer Modelle wird RAPTORplus wegbereitend sein. Die 18 Forschungsprojekte werden an 16 Institutionen in elf europäischen Staaten betreut. Gemeinsame Trainingscamps und Online-Schulungen sowie projektspezifische Forschungsaufenthalte in der Industrie und Klinik sollen die neue Generation an Unternehmern, Fach- und Führungskräften auf dem Gebiet der OAPT nicht nur multidisziplinär qualifizieren, sondern auch mit wichtigen übertragbaren Kompetenzen z. B. hinsichtlich Forschungskommunikation, Unternehmergeist und Wissenschaftspolitik ausstatten.

COMBINE: Coupled Problems for Decarbonization in Industry and Power Generation (Gekoppelte Probleme für die Dekarbonisierung in Industrie und Stromerzeugung)

Koordinator Prof. Uwe Hampel; insgesamt 17 Doktorand*innen

Um ihre Produkte zu optimieren, verwenden Ingenieure computergestützte Konstruktionswerkzeuge. Für die Berechnung komplexer Strömungen kommt dabei die numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) ins Spiel. Da die reale Strömungsdynamik komplex ist und Berechnungsmodelle nicht jedes Detail erfassen können, kommt die CFD oft an ihre Grenzen. Dies ist umso kritischer, wenn das Fluid aus nicht mischbaren Phasen besteht (z. B. Blasen, Tropfen oder Partikel) oder wenn das Fluid mechanisch mit Strukturen interagiert (z. B. Vibrationen, Erosion) und andere unerwünschte Effekte wie Kavitation hervorruft. Letzteres wird als Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) bezeichnet. Die FSI ist untrennbar mit anderen Disziplinen wie Thermodynamik, Werkstoffkunde, Chemieingenieurwesen, Metallurgie und weiteren Gebieten verbunden. Für den wissenschaftlichen und technischen Fortschritt werden neue Methoden und Kenntnisse benötigt, um die Wechselwirkungen der Fluidströmung in technischen Bereichen zu verstehen, vorherzusagen und zu kontrollieren. Daher wird COMBINE eine neue Forschungs- und Ausbildungsagenda erstellen, um die folgenden Herausforderungen anzugehen: Zum einen sollen die Lücken zwischen den wissenschaftlichen Disziplinen geschlossen werden, um komplexe physikalische Fragestellungen durch gemeinsame Methoden und Techniken zu lösen. Darüber hinaus sollen schnellere und robustere Messverfahren zur Verbesserung der Analyse im Labormaßstab und zur Überwachung von FSI-Problemen in der Praxis entwickelt werden. Herausforderung Nummer drei ist die Verbesserung der Genauigkeit von FSI-Simulationen. Und letztlich sollen neuartige Materialien entwickelt und ihre Funktionalität frühzeitig charakterisiert werden.

Marie Skłodowska-Curie Doktorandennetzwerke haben die Durchführung von Promotionsprogrammen durch Partnerschaften von Organisationen aus verschiedenen Sektoren in ganz Europa und darüber hinaus zum Ziel, um hochqualifizierte Doktoranden auszubilden, ihre Kreativität anzuregen, ihre Innovationsfähigkeit zu verbessern und ihre Beschäftigungsfähigkeit langfristig zu steigern. Das HZDR konnte nun zusammen mit den jeweiligen Projektpartnern zwei dieser Netzwerke einwerben und wird diese koordinieren. Europaweit wurden aktuell 149, deutschlandweit 24 Netzwerke bewilligt.

Weitere Informationen:

Dr. Kristin Stützer I Operative Gruppenleiterin Hochpräzisions-Protonentherapie
Tel.: +49 351 458 4123 I E-Mail: k.stuetzer@hzdr.de

Prof. Uwe Hampel I Direktor Institut für Fluiddynamik
Tel.: +49 351 260 2772 I E-Mai: u.hampel@hdzr.de