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Automatisierungstechnik in der Biotechnologie

Life Sciences auf dem Weg aus der Manufaktur

Automatisierungstechnik in der Biotechnologie

Viele Produkte der Biotechnologie stellen Hersteller bislang im Labormaßstab manuell und in kleinen Stückzahlen her. Doch in dem Maße, in dem Biotech-Produkte zur Marktreife gelangen und steigende Nachfrage hervorrufen, müssen die Unternehmen in der Produktion neue Wege gehen. Das Kompetenznetzwerk Bioregion Stern will nun die Automatisierung der Biotechnologie vorantreiben und das Know-how von Ingenieuren nutzen.

Bild: Fotolia/Max Tactic

Biotechnologie bestimmt als Querschnittstechnologie zunehmend viele Bereiche des Alltags. Biotechnologen entwickeln Medikamente, Diagnostika, innovative Materialien und Prozesse zur Energiegewinnung. Damit ihre Produkte und Verfahren weltweit wettbewerbsfähig sind, brauchen Mediziner und Biotechnologen zunehmend Ingenieure, die Maschinen konstruieren und Herstellungsprozesse automatisieren.

Viele Biotech-Unternehmen, die Zellzüchtungen im Reinraumlabor durchführen, arbeiten heute fast ausschließlich unter Manufakturbedingungen. Doch gerade im Bereich der Zellkulturen ist das Potenzial für Automatisierungsstrategien enorm. Um etwa die EU-Chemikalienverordnung Reach – Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals – zu erfüllen, müssen in großen Mengen Zellen für die Testung von Wirkstoffen, Chemikalien und Kosmetika produziert werden. Die Vollautomatisierung gewinnt auch für diagnostische Verfahren zunehmend an Bedeutung. Mit schnellen miniaturisierten Diagnostikplattformen können beispielsweise langsame und unhandliche Diagnose-Apparaturen und Hochtechnologielabore ersetzt werden.

Life-Sciences und Maschinenbau zusammenbringen

Hier setzt die Bioregio Stern Management GmbH an: Um Schnittstellenprojekte von Medizintechnik oder Biotechnologie und Ingenieurwissen gezielt voranzutreiben, hat das Unternehmen die ‚Clusterinitiative Engineering – Life Sciences – Automation‘ (ELSA) ins Leben gerufen. Im Rahmen dieser Initiative sollen die bestehenden regionalen Cluster aus der Life-Sciences-Branche mit solchen aus der Automatisierungstechnik, dem Maschinenbau und der Automobilzulieferung verknüpft werden.

Gemeinsam mit dem Kompetenznetzwerk Mechatronik BW e.V. aus Göppingen, dem Kompetenznetzwerk Medical Valley Hechingen und dem Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, IPA, wird die Bioregio Stern die Anbahnung von Kooperationen der Branchen strategisch initiieren und fördern. Darüber hinaus ist gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart und Unternehmen aus der Biotechnologie- und Automotive-Branche eine begleitende Studie zum Thema ‚Biotech meets Autotech‘ geplant. Sie soll den aktuellen Status der Kooperationen und das Potenzial einer intensiveren Zusammenarbeit ausleuchten.

Individualtherapie automatisieren

Großen Bedarf an Automatisierungs-Know-how soll es zukünftig auch in der personalisierten Medizin, insbesondere der Individualtherapie wie beispielsweise dem Tissue Engineering geben. Produkte wie Haut-, Bandscheiben- oder Knorpelersatz werden dann gezielt für den einzelnen Patienten entwickelt und hergestellt. Damit diese standardmäßig in der medizinischen Versorgung eingesetzt werden können, müssen sie in ausreichenden Mengen und gleich bleibender Qualität zur Verfügung stehen. Einzelfertigungen wie sie bislang häufig von kleinen Biotech-Start-ups praktiziert werden, kommen für Unternehmen, die sich langfristig im Markt etablieren wollen, nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr infrage. Auch Qualitätsstandards wie GMP-Richtlinien, DIN- und ISO-Normen lassen sich durch den Einsatz automatisierter Verfahren einfacher gewährleisten.

Von der Manufaktur zur Fabrik

Aus Manufakturen werden also – mithilfe von Ingenieuren – Fabriken für Zellen oder Gewebe. Die Automatisierung in der Life-Sciences-Branche benötigt daher auch entsprechendes Know-how aus der Informationstechnologie. So entwickelt beispielsweise die HB Technologies AG – vormals Hölle & Hüttner AG – als Bioinformatik-Unternehmen unter anderem Software-Lösungen für Produktions- und Labor-Informationssysteme sowie Applikationen für Laborgeräte. „Gerade die Doppelqualifikation in Naturwissenschaft und Informatik ist ein Alleinstellungsmerkmal, das finden die Kunden häufig nur bei uns“, erklärt Geschäftsführer Dr. Steffen Hüttner.

Wie in den Life-Sciences schneller und günstiger produziert werden kann, erforscht Dr. Jan Stallkamp am Fraunhofer IPA. Hier wird im Bioproduktionslabor – in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und den Fraunhofer-Instituten für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig sowie für Produktionstechnologie IPT in Aachen – menschliche Haut im industriellen Maßstab hergestellt, um Medikamente und Kosmetika ganz ohne Tierversuche zu testen. Stallkamp ist davon überzeugt, dass „Automatisierung auch ein Erfolgsfaktor für die Forschung werden“ kann. Dr. Hans-Ernst Maute, Geschäftsführer der Joma-Polytec GmbH, sieht in dieser Entwicklung eine Chance für die gesamte Wirtschaft: „Interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen ingenieurgetriebenen Industriezweigen und der stark akademisch geprägten forschungsintensiven Biotechnologie bietet viele Chancen.“


Über Bioregion Stern

In den baden-württembergischen Städten Stuttgart, Tübingen, Esslingen, Reutlingen und den Regionen Neckar-Alb und Stuttgart ist die Bioregio Stern Management GmbH seit zehn Jahren Kompetenznetzwerk, Anlauf- und Beratungsstelle für Existenzgründer, Unternehmer und Forscher aus der Biotechnologie. Das Unternehmen vertritt deren Interessen gegenüber Politik, Medien und Verbänden, bündelt Wirtschaftsförderung und Marketing und berät bei Förderanträgen und Unternehmensfinanzierungen. Schwerpunkte bilden die Regenerationsmedizin, die Medizintechnik und die Automatisierung der Biotechnologie.