Technische Lösungen für Labor und Biotechnologie

Viele Prozesse in der Biotechnologie profitieren von technischen Lösungen und einem zunehmenden Grad an Automatisierung – sowohl in der weißen und roten als auch in der grünen Biotechnologie. In enger Zusammenarbeit von Biologen und Ingenieuren entwickeln wir am Fraunhofer IPT neue Konzepte für die Verbesserung von Laborprozessen – von der Laborautomatisierung über Hochdurchsatz-Mikroskopieverfahren bis hin zu neuen Lösungen für die Zellkultur.

Zelldifferenzierung durch Mikro- und Nanostrukturierte Oberflächen

Sowohl bei der Erforschung von Krankheiten als auch beim Wirkstoffscreening wächst der Bedarf an differenzierten Stammzellen. Um diese in größeren Mengen zur Verfügung stellen zu können, entwickeln Wissenschaftler am Fraunhofer IPT neue Methoden für die Vordifferenzierung von Stammzellen. Dabei werden die Zellen durch Adhäsion auf speziellen nano- und mikrostrukturierten Oberflächen gezielt zur Differenzierung in Myoblasten, corneale Zellen und neuronale Zellen gelenkt. Durch unsere Expertise im Bereich der Fertigungstechnologien gelingt es uns, unterschiedlichste Strukturen direkt bei uns im Haus zu produzieren, auf Biomaterialien abzuformen und zu testen. Zur Herstellung der Strukturen kommen Verfahren wie das Laserstrukturieren, die Diamantzerspanung und die Zwei-Photonen-Polymerisation zum Einsatz.

Herstellung von Stammzellen durch automatisierte Zellkultur

Wie die meisten Zellkulturprozesse ist die Vermehrung von Stammzellen sehr zeit- und arbeitsintensiv. Um den Aufwand zu reduzieren und Fehler durch menschliche Interaktion mit den Zellen zu reduzieren, bietet das Fraunhofer IPT technische Lösungen für die automatisierte Kultivierung von Stammzellen. Wir greifen dabei auf unsere Erfahrung aus vergangenen und aktuellen Projekten zurück, in denen wir vollautomatisierte Anlagen für die Herstellung induzierter pluripotenter oder mesenchymaler Stammzellen für Forschung und Therapie entwickelt haben. Mithilfe intelligenter Prozessführung und individueller Messtechnik werden die Zellen in 2D-Kultur oder im Bioreaktor standardisiert hergestellt. Zusätzliches Augenmerk legen wir darauf, die biologischen Prozesse in cGMP-konforme Protokolle zu übersetzen.

Vernetzte Assistenzsysteme und Smart Devices für moderne Laborprozesse

Die Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen ist eine Grundvoraussetzung für konstante Qualität. Um Laborprozesse zu standardisieren und zu überwachen, entwickeln wir neue Assistenzsysteme: So erlaubt der Einsatz von Smart Devices, beispielsweise intelligenten Datenbrillen oder Tablet PCs, eine mobile Prozessunterstützung. Informationen lassen sich damit situationsgerecht bereitstellen und aufzeichnen, bis hin zur automatisierten Protokollführung. Die Einbindung vernetzbarer Laborhardware und Sensormodule zur Erweiterung bestehender Hardware ermöglicht die automatisierte Parametrierung und verbessert die Datenverfügbarkeit. Das Fraunhofer IPT unterstützt Sie bei der Konzeption und Implementierung individueller, anwendungsbezogener Systeme.

Automatisierung von Prozessen im Labor und in der Biotechnologie

Der Bedarf nach Automatisierungslösungen für Laborprozesse wächst heute mehr denn je. Am Fraunhofer IPT entwickeln wir daher in enger Zusammenarbeit von Biologen und Ingenieuren Konzepte für die Automatisierung von Laborprozessen aus der grünen, roten und weißen Biotechnologie – von individuellen Sondermessgeräten bis hin zur Automatisierung komplexer biologischer Zellkulturprozesse. Die Automatisierung erhöht den Durchsatz, die Reproduzierbarkeit sowie die Produktstandardisierung und eröffnet Wege zu einer kontinuierlichen Prozessüberwachung. Konkrete Automatisierungslösungen passen wir dafür genau an die Anforderungen unserer Kunden an. Durch seine modulare Bauweise erlaubt es unser Konzept, nicht nur einzelne Schritte, sondern sogar komplette Prozessketten abzubilden und umzusetzen. Um die Prozesse anhand von Messdaten zu kontrollieren, haben wir eine intelligente Anlagensteuerung mit einer nutzerfreundlichen Bedienoberfläche entwickelt. Ein umfassendes Datenerfassungskonzept bietet zudem die vollständige Dokumentation aller generierten Daten um Prozesse gemäß der gängigen Richtlinien und Normen überwachen zu können.