ERFINDUNGEN IM CORONA-JAHR: DIE BESTEN INNOVATIONEN 2020

Symbolfoto Gesundheitsforschung

Corona macht erfinderisch: Viele geniale Ideen im Kampf gegen das Virus wurden aus der Not geboren.

Immer schneller, immer besser, immer wertvoller: Innovationen in Zeiten von Corona sorgen für steigende Aktienkurse und rufen Kriminelle auf den Plan.

Biontech-Boss Ugur Sahin: Vom Migrantensohn zum superreichen Impfstoff-König.

Die einen können Leben retten, andere sind zumindest nützlich – und über manche muss man einfach nur schmunzeln: Erfindungen haben seit Ausbruch der Corona-Pandemie Hochkonjunktur. Ob Formeln für Impfstoffe, keimtötende Oberflächen oder Masken mit eingebauter Heizung – das Spektrum der Innovationen ist riesig und die Welle neuer Ideen zur Bekämpfung des Virus reißt nicht ab. Uwe Herzog hat sich die besten Geistesblitze des vergangenen Jahres näher angesehen.


Die bedeutendste Erfindung des Jahres 2020 ist zweifellos der Impfstoff gegen das Coronavirus: Noch nie zuvor wurde ein Impfmittel mit solchem Hochdruck entwickelt, getestet und zugelassen. Mehr als ein Dutzend Unternehmen der Medizinforschung sind weltweit angetreten, um in Reagenzgläsern, unter Hightech-Mikroskopen und mit Hilfe von Datenanalysen die Lösung für eine der größten Geißeln der Menschheit zu finden. In Deutschland ging die Mainzer Firma Biontech im Rennen um die heiß ersehnte Formel als erste durch die Ziellinie und erhielt kurz vor Weihnachten die Zulassung für ihren mRNA-basierten Impfstoff mit dem kryptischen Namen BNT162b2, der in Kooperation mit dem US-Konzern Pfizer entwickelt wurde.

Superklug, superreich: Impfstoffentwickler Ugur Sahin

RNA steht für Ribonukleinsäure – eine mikrobiologische Verbindung aus sogenannten Nukleotiden, die in der Lage sind, genetische Botschaften in Proteine zu verwandeln. Eine Weltpremiere: Der Impfstoff enthält nicht, wie sonst üblich, abgetötete oder gar aktive Viren, sondern lediglich einen genetischen Baustein aus der äußeren Hülle des Coronavirus, mit dessen Hilfe unsere Körperzellen zur Produktion von Antikörpern angeregt werden sollen.

Symbolfoto Impfforschung„Die Impfung kann somit keine Covid-Erkrankung auslösen“, betont der Frankfurter Virologe Christoph Stephan. Allerdings seien in seltenen Fällen allergische Reaktionen möglich, die bei nahezu jedem Impfstoff auftreten können und eine entsprechende ärztliche Beratung erforderlich machen. Auch die von Impfgegnern befürchtete Veränderung des menschlichen Erbguts ist nach Überzeugung von Experten nicht denkbar, da RNA-Informationen sich nicht ohne Weiteres in Desoxyribonukleinsäure (DNA) übersetzen lassen, mit denen die Erbinformationen in unserem Körper gespeichert werden.

Dabei war Biontech-Vorstand Ugur Sahin früh klar, dass Corona kein Kinderspiel werden würde: „Experten mit Erfahrung in derartigen Infektionsentwicklungen meinen, dass so etwas kommt und geht. Ich sage: Diesmal ist es anders“, betonte der Forscher bereits bei Ausbruch der Pandemie gegenüber der „Financial Times“. Mit seiner Frau Özlem Türeci und einem 400-köpfigen Team nahm Sahin die Herausforderung an. Monatelang brannten die Lichter in den Laboren des Mainzer Unternehmens auch nachts und an den Wochenenden.

Eigentlich hätte sich Ugur Sahin, der in dem südtürkischen Badeort Iskenderun geboren, aber in Deutschland aufgewachsen ist, längst zur Ruhe setzen können: Mit einem geschätzten Vermögen von 4,3 Milliarden Euro gehört er zu den hundert reichsten Menschen in Deutschland. Schon vor der Entwicklung des Corona-Impfstoffs kratzte das von ihm geleitete Nasdaq-Unternehmen Biontech am Marktwert von Großkonzernen wie Deutsche Bank, Siemens oder dem Pharmariesen Merck.

Die Bilderbuchkarriere des Biochemikers begann in Köln: Hier ging Ugur Sahin zur Schule. Später ermöglichte ihm sein Vater, der bei den Ford-Werken arbeitete, ein Medizinstudium mit erfolgreicher Promotion. Heute ist Sahin nicht nur Professor für experimentelle Onkologie an der Uniklinik Mainz, sondern auch einer der erfolgreichsten Medizinforscher weltweit. Und auch der Unternehmer Sahin kann sich freuen: Der Aktienkurs von Biontech stieg innerhalb eines Jahres um satte 250 Prozent.

Impfstoffpatente: Auch Kriminelle haben es auf das „flüssige Gold“ abgesehen

„Der Impfstoff ist das flüssige Gold 2021“, erkannte auch Interpol-Chef Jürgen Stock in der „Wirtschaftswoche“. Ein Magnet für die organisierte Kriminalität: So gelang es Hackern noch vor Zulassung der Formel, in die Rechner der europäischen Medikamentenagentur EMA einzudringen und Unterlagen zum Genehmigungsantrag zu stehlen. In den nächsten Monaten rechnet Interpol zudem mit Überfällen auf Impfstofftransporte, Einbrüche in Depots und Korruption bei der Verteilung der wertvollsten Flüssigkeit der Welt.

Doch auch die legale Distribution der Corona-Impfstoffe gibt Anlass zur Sorge: Zwar sichert das eilig im März 2020 erlassene „Gesetz zum Schutz der Bevölkerung bei einer epidemischen Lage von nationaler Tragweite“ der Bundesregierung eine Art Vorgriffsrecht: Damit soll verhindert werden, dass Inhaber von Medizinpatenten zunächst die Finanzmärkte befeuern, bevor die lebensnotwendigen Entwicklungen zur Anwendung kommen.

Symbolfoto ImpfdosenDennoch hagelt es auch an der Verteilungsstrategie eines reichen Industrielandes wie Deutschland, das sich frühzeitig 38 Millionen Impfdosen gesichert hat, von vielen Seiten Kritik: Rund fünf Milliarden Menschen in ärmeren Ländern warten ebenfalls händeringend auf die Versorgung mit Corona-Impfstoff, mahnte die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD). Und der Leiter von Caritas International, Oliver Müller, stellte bereits vor Wochen gegenüber dem RND klar: „Bei der Verteilung der Covid-Impfstoffe darf es keinen Nationalismus geben. Die Impfstoffforschung ist zu großen Teilen öffentlich finanziert. Dies muss der Hebel für eine faire weltweite Verteilung sein, etwa dadurch, dass der Patentschutz des Impfstoffes aufgehoben wird.“

Medizintechnik: Umgebaute Tauchermasken, „fliegende Patientenzimmer“ und KI auf der Intensivstation

Außer neuartigen Impfstoffen, Virentests oder Medikamenten beschäftigte in den letzten Monaten auch die Entwicklung medizintechnischer Geräte viele Erfinder rund um den Globus. Am Anfang fehlte es nicht selten an geeigneter Ausrüstung zur Behandlung von Covid-19-Patienten. Schnell fanden sich Unternehmen, die sich auf die Herstellung mit Hilfe von 3D-Druckern verstehen, in Netzwerken zusammen: Millionen benötigter Teile – etwa für klinische Gesichtsvisiere oder Beatmungsgeräte – wurden auf diese Weise mit der noch jungen 3D-Drucktechnik hergestellt, die laut Europäischem Patentamt seither zu einem der bedeutendsten Industriezweige der Welt avancierte.

Vielerorts war zudem purer Improvisationsgeist gefragt: So wurden in Italien kurzerhand Schnorchelmasken aus dem Tauchsportbedarf für die künstliche Beatmung umgerüstet. In einigen afrikanischen Ländern kamen dagegen improvisierte „Beatmungsballons“ zum Einsatz, die in einem schlichten Holzgestell montiert wurden und ebenfalls Leben retteten. Ferngesteuerte „Robotertische“ mit Rädern aus alten Kinderwagen versorgten hochinfektiöse Patienten mit Nahrung und Medikamenten. Die Not, in die das Coronavirus Ärzte und Pfleger in aller Welt gebracht hat, wurde zum Motor für einen Erfindergeist, der an die Zeit der industriellen Revolution erinnert.

Symbolfoto Künstliche IntelligenzDoch während zu Beginn der Pandemie vor allem praktische Lösungen für die Routinen auf der Intensivstation gefragt waren, werden die Therapien für Schwerkranke inzwischen zunehmend von künstlicher Intelligenz (KI) unterstützt: Aus dem Silicon Valley etwa stammt eine KI-basierte Software, die es auch wenig geschultem Klinikpersonal ermöglicht, Ultraschall-Untersuchungen am Herzen von Covid-Erkrankten vorzunehmen. Und in Europa vernetzen sich derzeit Kliniken aus 13 Ländern über Quantencomputer, die quasi in Echtzeit sämtliche medizinischen Daten vom Krankenbett Tausender angeschlossener Intensivpatienten analysieren - und daraufhin die optimale Therapie für jeden einzelnen vorschlagen können.

Auch die Mobilität der Intensivmedizin wurde im Jahr 2020 weiter vorangebracht: Ein Konzept des Fraunhofer Instituts sieht zum Beispiel rollende Intensivstationen mit flexibler medizintechnischer Ausstattung auf Lkw-Ladern vor, die bei Bedarf schnell in entlegene Gebiete gebracht werden können. Und die Bundeswehr will ihre bereits mit intensivmedizinischer Technik ausgestatteten drei Airbusse durch eine Art „fliegendes Patientenzimmer“ ergänzen: „Uns schwebt ein isolierter Container vor, der bereits komplett mit Intensivbett, erforderlicher Technik sowie einer Personalschleuse ausgestattet ist und quasi am Stück durch die Ladeluke in jeden Lufttransporter geschoben werden kann“, erklärt der Inspekteur des Bundeswehr-Sanitätsdienstes Ulrich Baumgärtner. Die Mini-Intensivstation, die jederzeit an jedem Ort der Welt verfügbar sein soll, ist ein Gemeinschaftsprojekt mehrerer europäischer Länder.

UV-Duschen, Speziallacke und „Luftwaschmaschinen“ sagen dem Coronavirus den Kampf an

Nicht nur in der Medizinforschung sorgt Corona für wahre Quantensprünge: Auch im Alltag halten viele brauchbare Ideen Einzug, die – über die aktuelle Pandemie hinaus – das Leben erleichtern und sicherer machen könnten. Beispiel Desinfektion: Von der „Rotlicht-Desinfektionsdusche“ für Pakete (Fraunhofer Institut Bremen) über desinfizierende Lacke an Handläufen von öffentlichen Aufgängen und Rolltreppen (Deutsche Bahn) bis hin zu antiviralem Biospray aus einer Nürnberger Brauerei oder selbstdesinfizierenden Folien reicht das Spektrum der zahlreichen „Saubermacher“ unter den Erfindungen. Auch Luftbefeuchter mit feinem Desinfektionsnebel haben unterdessen Marktreife erlangt.

Symbolfoto  SchuleÄhnlich umtriebig zeigen sich die Erfinder von Belüftungslösungen. Da der Luftaustausch in Innenräumen mit Hilfe herkömmlicher Klimaanlagen relativ kostspielig ist, fanden Tüftler gleich mehrere erschwingliche Lösungen: Das Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz stellte eine Bauanleitung ins Netz, mit der sich Schulklassen im DIY-Verfahren selbst eine Abzugsanlage für Aerosole basteln können, um die möglicherweise virenbelasteten Schwebstoffe aus dem Unterricht fernzuhalten. Mehrere hundert Schulen haben das Konzept bereits aufgegriffen, das sich den thermischen Auftrieb von Körperwärme zunutze macht.

Auf ähnliche physikalische Effekte setzen auch Hobbyerfinder wie Hans Jochim Stolten aus Bad Oldesloe: „Viele Landwirte haben die Belüftung ihrer Schweineställe nach Ausbruch der Schweinegrippe umgebaut: Die Frischluft wird unter dem Spaltenboden zugeführt und die verbrauchte, durch die Thermik aufsteigende Luft nach oben ausgeblasen.“ Seither seien die Infektionen in der Tierhaltung deutlich zurückgegangen, erzählt der Rentner, der derzeit an einem eigenen Belüftungssystem tüftelt. Auch der ehemalige Tierarzt Alfred Mennekes aus Legden bei Münster nutzt seine beruflichen Erfahrungen für Experimente mit gezielt platzierten Ventilatoren in Klassenzimmern, die bei ersten Kommunen auf Interesse stoßen.

Eine professionelle Lösung wurde vom Göttinger Physiker Eberhard Bodenschatz entwickelt, dessen Max-Planck-Institut für Dynamik und Fluidforschung zuvor umfangreiche Aerosolstudien durchgeführt hat: Die mobile „Luftwaschmaschine“ mit austauschbaren Filtereinsätzen ist ähnlich effizient wie die bereits erhältlichen Hepa-Luftreiniger. Doch im Unterschied zu teuren H14-Filtern, die bislang für die mobile Luftreinigung genutzt werden, kommt die Göttinger Konzeptstudie mit Feinfiltern der Klasse F9 aus, die deutlich preisgünstiger sind.

Corona-Apps sorgen für Abstand und verringern die Infektionsgefahr

Auch durch digitale Lösungen könnte das Coronavirus im Alltag allmählich seinen Schrecken verlieren. Den Anfang machte die Corona-Warn-App der Bundesregierung, die im Sommer von einem Team um IT-Genie Martin Fassunge ersonnen wurde. Die besten Ideen für die Umsetzung der vielfältigen Anforderungen an Funktion und Datenschutz der neuartigen App kamen dem langjährigen SAP-Entwickler dabei in seinem kleinen Campingwagen am Rande des Schwarzwalds.

Symbolfoto AppBei Rapper Smudo von den „Fantastischen Vier“ waren es eher die Erfahrungen als Künstler, die ihn zur Mitwirkung an einer Veranstaltungs-App namens Luca inspirierte: Konzerthallen, Theatern oder Restaurants soll dadurch die Erstellung von Besucherlisten erleichtert werden, sagte Smudo in einem Interview mit „T-online“. Treten Infektionen auf, wären die Gesundheitsämter demnach mit Luca in der Lage, Kontakte schneller als bisher nachzuverfolgen und Betroffene zu informieren.

Damit es gar nicht erst zu einer Infektion mit dem Coronavirus kommt, ersannen junge Forscher in Zusammenarbeit mit der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe eine App namens Protego, deren Nutzer sich mit einem Warnton auf Abstand halten können. Und mehrere Forschungsinstitute entwickelten webbasierte Anwendungen, mit deren Hilfe sich die Ansteckungsgefahr in Innenräumen vorausberechnen lässt – darunter die TU Berlin sowie Institute der Max-Planck-Gesellschaft in Mainz und Göttingen.

Invasion der kleinen Corona-Helfer: Das Ei, aus dem die Maske springt, eingefärbtes Handwaschmittel oder Türklinken für den Fuß

Last not least füllen mittlerweile zahllose innovative Gadgets im Zusammenhang mit Corona Ladenregale und Webshops – allen voran Masken, die mehr können als nur Viren abhalten. Das Spektrum reicht von selbstreinigenden Textilien über austauschbare Filtereinsätze bis hin zur integrierten Heiz- und Belüftungsfunktion. Wer nicht weiß, wohin er seine Maske bei Nichtgebrauch stecken soll, freut sich über kleine Helfer wie das „Maskegg“: Die Hamburger Freizeiterfinderin Tasja Jauns will durch die eiförmige Silikonhülle mit dem alltäglichen Maskenchaos in der Handtasche aufräumen.

Symbolfoto ObstAus dem Sauerland stammt die Idee einer Türklinke, die – ähnlich einem Fahrradpedal – mit dem Fuß betätigt wird. Wer trotzdem nicht aufs Händewaschen verzichten will, freut sich über einen Farbstoff namens „Soapi Coach“, der anzeigt, wo sich zwischen den Fingern noch Viren befinden könnten. Und ein Kühlschrankhersteller bietet für alle, die sich in Zeiten von Corona besonders gesund ernähren wollen, ein Obst- und Gemüsefach mit Spezialbeleuchtung an: Durch die Simulation von Sonnenaufgang, Mittags- und Abendsonne sollen die Vitamine in Bananen oder Brokkoli länger vital bleiben. Viele Erfinder treibt die Weiterentwicklung ihrer Ideen selbst nachts im Schlaf um. Damit sie dabei nicht mit den Zähnen knirschen, hat die Welt im Corona-Jahr auch auf diese Erfindung gewartet: eine intelligente Beißschiene mit Vibrationsalarm.

Fazit:

Die Megakrise des Jahres 2020 erweist sich als wahrer Innovationsmotor. „Wir sind der festen Überzeugung, dass die Innovationstätigkeit maßgeblich zum Aufschwung Europas nach der Coronakrise beitragen wird", erklärt der Präsident des Europäischen Patentamts (EPA) António Campinos hoffnungsvoll. Auch für 2021 rechnet das EPA mit einer neuen Welle von Patentanträgen im Kampf gegen das Coronavirus.

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Dieser Artikel erschien in gekürzter Fassung im Nachrichtenportal des RedaktionsNetzwerks Deutschland,
sowie in der "Hannoverschen Allgemeinen" und 15 weiteren Tageszeitungen.