3D-Cell-Reader

Optischer 3D Multi Parameter-Reader für die Prozesskontrolle bei der Herstellung von zellbasierten Therapeutika

3D Cell Reader – System zur kostengünstigeren Produktion von zellbasierten Arzneimitteln für neuartige Therapien

Unter schmerzhaftem Gelenkverschleiß durch Knorpelabnutzung leiden alleine in Deutschland etwa fünf Millionen Menschen. Damit zählt die auch als Arthrose bezeichnete Erkrankung zu den Volkskrankheiten der heutigen Zeit. Bislang gibt es eine Vielzahl von günstigen Therapieansätzen, die aber keine nachhaltige Behandlung ermöglichen und an deren Ende zumeist die Implantation von künstlichen Gelenken steht. Mit der regenerativen Medizin gibt es zwar bereits ein effektives Therapieverfahren, bei dem patienteneigene Knorpelzellen im Labor vermehrt und anschließend in das geschädigte Gelenk eingebracht werden können. Diese zellbasierte Therapie ist aber derzeit noch so kostenintensiv, dass sie kaum den „normalen“ Patienten erreicht. Anwendbar ist die regenerative Medizintechnik auch bereits bei der Vermehrung von Haut-, Herzmuskel- und Netzhautzellen sowie bei Harnröhrenrekonstruktionen aus Mundschleimhaut. Aber auch hier sind die Kosten für die Aufarbeitung der Zellen extrem zeit- und kostenaufwändig, was den Zugang zu diesen Therapieoptionen bislang erschwert. Mit dem 3D-Cell-Reader werden die wichtigsten biologischen Parameter, die das Wachstum von solchen Zellen bestimmen, gemessen. Dadurch lässt sich die Produktion in Zukunft genauer kontrollieren und die Ausfallrate bei der Produktion minimieren. Dies wiederum wird die Kosten senken und Kapazitäten in der Produktion für die Versorgung weiterer Patienten schaffen.

Optisches Messsystem zur zeitnahen Prozesskontrolle bei der Herstellung von 3D Zell-Konstrukten

Im Projekt wird ein Messgerät zur optischen Kontrolle des Kultivierungsprozesses konzipiert und aufgebaut, um den Herstellungsprozess am Beispiel der Knorpelzellzucht hinsichtlich Zellfitness und optimaler Nährstoffversorgung zu überwachen. Dieses Gerät wird im Gegensatz zu derzeit verfügbaren Analysemethoden das Wachstum der Zellen nicht beeinträchtigen. Durch die Echtzeitmessung gewährleistet es eine rechtzeitige Erkennung von Fehlern in den Kultivierungsbedingungen und erlaubt somit korrigierende Eingriffe. Bislang kann erst am Ende der mehrwöchigen Kultivierung geprüft werden welche Ansätze für eine Therapie eingesetzt werden können. Da die Ausfallrate sehr hoch ist, müssen viele Ansätze als Reserve herangezogen werden. Das soll sich in Zukunft mit Hilfe des 3D-Cell-Reader ändern.

Der 3D-Cell-Reader ist dabei nicht auf die Knorpelzellzucht begrenzt. Er kann auch Herstellungsprozesse für andere künstliche Gewebe überwachen. So könnte man beispielsweise die Produktion von künstlichen Hauttestsystemen überwachen, die in der Kosmetikindustrie Tierversuche ersetzten könnten. Eine alternde Gesellschaft, ein wachsender Mangel an Spenderorganen und neue Gesetze, die eine Verringerung des Einsatzes von Tierversuchen zum Ziel haben, führen zu einem stetig wachsenden Bedarf an zell- und gewebebasierten Produkten. Daher ist eine effiziente, kostengünstige und standardisierte Produktion von künstlichen Geweben dringend erforderlich.

Ansprechpartner

Dr.Thomas Sandrock
+49 211 6214-443

Projektdetails

Koordinator

Dr.Gernot John
PreSens Precision Sensing GmbH
Am Biopark 11, 93053Regensburg
+49 941 94272-109

Projektvolumen

ca. 3,4 Mio. € (Förderquote 51,8%)

Projektdauer

01.11.2018 - 31.10.2021

Projektpartner

PreSens Precision Sensing GmbHRegensburg
Argos Messtechnik GmbH,Karlsruhe
Universität Potsdam, Institut für ChemiePotsdam
ibidi GmbHPlanegg
co.don AktiengesellschaftTeltow