Biotechnologie: Mikrofabriken im Fokus

Biotechnologie: Mikrofabriken im Fokus

von 9. April 2018

Biotechnologische Mikrofabriken – Yokogawas Beitrag

Von lebenden Zellen produzierte Arzneimittel, kurz Biopharmaka, erobern den Pharmamarkt. Das zunehmende Interesse an Biopharmaka erwächst aus dem Vorteil gegenüber der herkömmlichen chemischen Synthese:
Die Biotechnologie ermöglicht die Erzeugung hochkomplexer Wirkstoffe, die bei der Behandlung von z.B. Diabetes oder unkontrolliertem Zellwachstum (Krebs) zum Einsatz kommen.

Worum geht’s?

Yokogawa ergänzt in naher Zukunft die bereits vorhandenen Möglichkeiten im Bereich dieser technologisch innovativen Entwicklung durch neue Produkte und Serviceleistungen. Somit entsteht ein bedeutendener Mehrwert für zahlreiche biopharmazeutische Unternehmen.

Im Zuge dieser technologisch innovativen Entwicklung steht Yokogawa für die Entwicklung neuer Produkte und Serviceleistungen mit dem Ziel, bereits verfügbare Möglichkeiten der biotechnologischen Arzneimittelherstellung zu optimieren. Dies bringt folglich ebenfalls einen bedeutsamen Mehrwert für zahlreiche biopharmazeutische Unternehmen mit sich.

So sollen die von Yokogawa entwickelten Technologien unter anderem eine stabile und effiziente Durchführung der Zellkultivierung ermöglichen. Durch die Sicherstellung von optimalen Zellbedingungen wird daneben eine qualitativ hochwertige Erzeugung biologischer „Produkte“ gewährleistet.

Was steckt dahinter?

Beim Anlegen von Zellkulturen werden sogenannte Explantate, das heißt Teile eines Gewebes tierischen oder humanen Ursprungs, verwendet. Um eine Proliferierung (Wachstum) und Differenzierung der isolierten Zellen zu ermöglichen, bedarf es der bestmöglichen Imitation der entsprechenden Zellumgebung. Die Imitation erfordert in der Regel eine optimale Regulation spezifischer Kulturparameter wie beispielsweise Temperatur, pH-Wert und Sauerstoffgehalt.

Nährstoffe, die den Zellen ebenfalls kontrolliert zugeführt werden müssen, werden von letzteren metabolisiert und in Energie umgewandelt. Die produzierte Energie wiederum ist unabdingbar für die Herstellung von therapeutischen Antikörpern und Proteinen.

Echtzeit-Monitoring

Die neue Yokogawa-Technologie ermöglicht ein Echtzeit-Monitoring der von den Zellen absorbierten Nährstoffe sowie der ausgeschiedenen entsprechenden Abfallstoffe. Einerseits wird eine präzise Messung des Zustandes der Zellen im Zellkulturbehälter ermöglicht. Andererseits wird durch eine weitere technologische Ergänzung eine exakte Messung der Anzahl der darin enthaltenen Zellen denkbar einfach.

Dank mathematischer Modellierungsprozesse kann der metabolische Status von Zellen vorhergesagt werden. So können sich die Zellen in Folge einer permanent kontrollierten Beeinflussung einer kontinuierlichen externen Kontrolle in einem entsprechend optimalen Umgebungsmilieu aufhalten. Diese Modelle basieren wiederum auf den gesammelten Echtzeitdaten hinsichtlich der Anzahl lebender Zellen und der Nährstoff- sowie Abfallkonzentration der entsprechenden Kultur.

Wo geht die Reise hin?

Eine zunehmende Anzahl diverser Industriezweige rechnet damit, dass die lebenden Organismen wie Mikroben oder Zellen die künftige Herstellung von Materialien und Substanzen in einem hohen Maße tragen. Im Energiesektor beispielsweise basiert die Herstellung von Alkohol auf Biomaterialien. Die Nahrungsmittelindustrie setzt bereits  neue Bakterienstämme ein. Und in der Grundstoffindustrie tragen in naher Zukunft die mikrobische Fermentierung sowie Zellkulturen, Experten zufolge, zur  Herstellung von hochgradig steifen und gleichzeitig extrem leichten Materialien bei.

Yokogawa hat sich zum Ziel gesetzt, mit neuen Technologien industrieübergreifend einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung und Realisierung solcher biologischen Produktionssysteme bzw. mikrobisch- oder zellbasierten Mikrofabriken zu leisten.

Zu einem weiteren spannenden Beitrag zum Thema Zukunft der Biotechnologie geht es hier.

Haben Sie Fragen oder Anregungen? Schreiben Sie es in die Kommentare.

Keine Kommentare

Schreibe einen Kommentar

Noch keine Kommentare

Seien Sie der Erste, der einen Kommentar schreibt.

Ihre Daten sind sicher!Ihre E-Mail wird nicht veröffentlicht. Es werden keine Daten mit Dritten geteilt.