Steriles Verbindungselement für die Krebstherapie
V. l. n. r.: Dr. Klaus Eichenberg, Dr. Christian Lindemann, Dr. Viola Bronsema, Michael Pfeifer, Richard Rösch, Dr. Ulrike Brucklacher, Oberbürgermeister Boris Palmer.
Foto: KD Busch / Quelle: BioRegio STERN Management GmbH
Aktuelle Ansätze der Krebstherapie greifen auf die Modifikation von körpereigenen Zellen zurück, die nach Rückführung in den Patienten selektive Immunreaktionen gegen die Krebszellen auslösen. Wissenschaftler haben am Fraunhofer IPA ein steriles Verbindungselement entwickelt, das den Herstellungsprozess moderner medizinischer Therapeutika vereinfachen könnte.
Prototyp des sterilen Einfachkonnektors. Quelle: Fraunhofer IPA
Die CAR-T-Zelltherapie ist eine Form der Krebsbehandlung, bei der dem Patienten Zellen entnommen und genetisch so verändert werden, dass sie spezifische Proteine auf der Oberfläche von Krebszellen erkennen und gezielt angreifen können. Der wichtigste Schritt bei der Produktion von Wirkstoffen für dieses Verfahren, ist das sogenannte Liquidhandling. Bei diesem anspruchsvollen Vorgang werden den körpereigenen Zellen verschiedene Verbrauchs- und Stimulationsreagenzien zur Modifikation beigefügt. Der Schutz vor Verunreinigungen hat dabei höchste Priorität, weshalb die Produktion bis jetzt unter aufwendigen Reinraumbedingungen stattfinden muss. Der Bau und die Instandhaltung solcher Reinräume sind allerdings mit immensen Kosten verbunden. Ein Liquidhandling zwischen geschlossenen Systemen würde die Anforderungen an die Produktionsumgebung und damit die Kosten deutlich senken.
Automatisiertes Liquidhandling mit Sterilkonnektor
Doch was ist der Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen System? Die für die Modifikation der Zellen benötigten Verbrauchs- und Stimulationsreagenzien werden in großer Stückzahl in sogenannte Vials abgefüllt. Das sind kleine Gefäße zur sicheren Aufbewahrung, die durch eine Abdichtung, ein Septum verschlossen sind. Dieses wird zur Entnahme mit einer Kanüle durchstochen, um die Flüssigkeit abzusaugen. Weil mit der Kanüle auch Keime aus der Umgebung, beispielsweise aus der Luft oder der Septumoberfläche, in das Vial eingeschleppt werden können, gilt der Prozess als offen. In einem geschlossenen System gibt es beim Einstech- und Entnahmeprozess keinen Kontakt zur Umgebung und möglichen Erregern, sodass die Entnahme unter sterilen Bedingungen auch außerhalb eines Reinraums ablaufen kann. Solch eine automatisierungsfähige Lösung zum sterilen Einstechen unter Nicht-Reinraumbedingungen existiert aktuell nicht.
Am Fraunhofer IPA haben die drei Wissenschaftler Michael Pfeifer, Markus Schandar und Richard Rösch deshalb ein steriles Verbindungselement entwickelt, mit dessen Hilfe das Liquidhandling innerhalb eines geschlossenen Systems automatisiert ablaufen kann. Der Ansatz besteht aus einer Verbindungvorrichtung und einem Verbrauchselement in Nadelform, das durch Hitze sterilisiert und dann in das Septum des Vials eingestochen wird. Die Verbindungsvorrichtung liefert durch eine Induktionsspule die erforderliche Energie zur Erhitzung einer sterilen, teilummantelten und leitfähigen Nadel, deren Öffnung im Moment des Einstechens zum Vial hin freigegeben wird. Mit dieser Idee eines sterilen Einfachkonnektors könnte eine der wichtigsten Fragen bei der Produktion von modernen medizinischen Therapeutika beantwortet werden. Im Rahmen von Forschungsprojekten wurde der Basistyp des Sterilkonnektors als funktioneller Demonstrator aufgebaut und dessen Funktion nachgewiesen. Damit wurde eine grundsätzliche Machbarkeit demonstriert. Eine biologische Validierung steht noch aus.
Beim Science2Start-Ideenwettbewerb 2024 ausgezeichnet
Die drei IPA Wissenschaftler belegten mit ihrem Konzept den dritten Platz des diesjährigen Science2Start-Ideenwettbewerbs. BioRegio STERN lädt jährlich Nachwuchswissenschaftler und junge Gründer aus den Life Sciences dazu ein, ihre Ideen einzureichen. Dieses Jahr wurden vier Preise feierlich verliehen.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Richard Rösch | Telefon +49 711 970-1345 | richard.roesch@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
IPA | www.ipa.fraunhofer.de
Michael Pfeifer | Telefon +49 711 970-1388 | michael.pfeifer@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
IPA | www.ipa.fraunhofer.de
Markus Schandar | Telefon +49 711 970-1318 | markus.schandar@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
IPA | www.ipa.fraunhofer.de
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik
Kennzeichnend für die Entwicklung medizintechnischer Geräte, Produkte und technischer Verfahren ist ein hoher Forschungsaufwand innerhalb einer Vielzahl von medizinischen Fachrichtungen aus dem Bereich der Humanmedizin.
Der innovations-report bietet Ihnen interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Bildgebende Verfahren, Zell- und Gewebetechnik, Optische Techniken in der Medizin, Implantate, Orthopädische Hilfen, Geräte für Kliniken und Praxen, Dialysegeräte, Röntgen- und Strahlentherapiegeräte, Endoskopie, Ultraschall, Chirurgische Technik, und zahnärztliche Materialien.
Neueste Beiträge
Interstellares Methan als Aminosäure-Urahn?
Gammastrahlung setzt Methan zu Glycin und anderen komplexen Verbindungen um. Gammastrahlung kann Methan bei Raumtemperatur in eine Bandbreite verschiedener Produkte umsetzen, darunter Kohlenwasserstoffe, sauerstoffhaltige Verbindungen und Aminosäuren, wie ein Forschungsteam…
Neuer Mechanismus: Wie Krebszellen dem Immunsystem entwischen
Ein internationales Team unter Federführung der Goethe-Universität Frankfurt hat einen innerzellulären Sensor identifiziert, der die Qualität sogenannter MHC-I-Moleküle überwacht. MHC-I-Moleküle helfen dem Immunsystem, kranke Zellen – zum Beispiel Tumorzellen –…
Flexible Strahlformung-Plattform optimiert LPBF-Prozesse
Neuer Ansatz in der Strahlformung macht die additive Fertigung flexibler und effizienter: Das Fraunhofer ILT hat eine neue Plattform entwickelt, mit der Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Prozesse individuell optimiert…