Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer variablen mikrofluidischen Sensorplattform zur Online-Prozessüberwachung miniaturisierter Bioreaktoren

Zur Entwicklung neuer Medikamente bedarf es durchschnittlich mehr als 40 Monate und 25 Mio. US-Dollar, allein um zunächst das Wirkprinzip einer Substanz zu identifizieren. Es folgt eine jahrelange und kapitalintensive klinische Entwicklung. Produzierende Unternehmen sind daher zu Rationalisierungsmaßnahmen angehalten. Als ein Ansatzpunkt gelten in der biopharmazeutischen Industrie die Erhöhung des Parallelisierungsgrades zur Verkürzung der Entwicklungszeiten bei der Stammevaluierung und der Upstream-Prozessentwicklung. Hierfür bieten sich miniaturisierte Systeme an, die im Vergleich zu konventionellen Rührkesselreaktoren einerseits eine Einsparung teurer Kulturmedien und Substrate, andererseits die Durchführung einer Vielzahl simultaner Kultivierungen bei geringem Platzbedarf und höherem Durchsatz ermöglichen. Bei konsequenter Umsetzung können die Entwicklungszeit um einen Faktor von 4-5 verkürzt werden. Vor diesem Hintergrund beabsichtigen die kooperierenden Forschungseinrichtungen die Entwicklung einer variablen Online-Sensor Plattform für miniaturisierte Bioreaktoren sowie die Integration einer miniaturisierten Atline-Flüssigkeitschromatographie mit Massendetektor. Mithilfe dieser Entwicklungen ist die kontinuierliche Bestimmung wesentlicher Prozessparameter möglich. Es erlaubt die Optimierung von Zellwachstum und Zelldichte. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Produktivität. Die in diesem Forschungsvorhaben angestrebte Entwicklung einer variablen Sensorplattform erfolgt über die additive Fertigung und soll Kosten für Entwicklung von Medikamenten signifikant verringern. Pharmaunternehmen fragmentieren den Herstellungsprozess immer mehr. KMU können die Entwicklung nutzen, um sich als Lohnhersteller gegenüber ausländischer Konkurrenz einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen und um den Technologiestandard Deutschland zu stärken. Des Weiteren profitieren KMU als Dienstleister im Bereich der additiven Fertigung.