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von A. Fäh

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Revolution im Bioprocessing: 3D-Druck ermöglicht instrumentierten Mini-Bioreaktor

 
  • Durch 3D-Druck entwickelter Mini-Bioreaktor ermöglicht Echtzeitüberwachung des Wachstums.

  • Strahlungssterilisierbare, Einweg-Bioreaktoren können durch additive Fertigung hergestellt werden.

  • Forscher betonen das Potenzial des 3D-Drucks in der Bioreaktorherstellung zur schnellen Anpassung der Geometrie.

 

Fortschritt in der Biotechnologie: Durchbruch mit 3D-Druck bei der Entwicklung eines vollinstrumentierten Mini-Bioreaktors.

Einblick in die Zukunft der Biotechnologie - Instrumentierter Mini-Bioreaktor durch 3D-Druck.
Einblick in die Zukunft der Biotechnologie - Instrumentierter Mini-Bioreaktor durch 3D-Druck.

In der ständig fortschreitenden Welt der Biotechnologie hat eine wegweisende Studie eine bedeutende Entwicklung präsentiert – einen vollinstrumentierten Mini-Bioreaktor, der mittels 3D-Druck hergestellt wurde. Dieser innovative Ansatz revolutioniert den Bereich des Bioprocessings, indem er eine präzise Echtzeitüberwachung des Wachstums ermöglicht.


Traditionell galt die Geometrie von Bioreaktoren als schwer veränderbarer Parameter. Der 3D-Druck eröffnet jedoch eine neue Ära, indem er die schnelle Anpassung und Herstellung von Bioreaktoren ermöglicht, ohne den zeitaufwendigen und kostspieligen Bau herkömmlicher, wiederverwendbarer Bioreaktoren.


Der in der Zeitschrift "Processes" veröffentlichte Artikel betont die Bedeutung dieser Innovation im Bereich des Upstream-Bioprozessentwicklungs. Kleinskalige, vollinstrumentierte Bioreaktoren sind entscheidend, um Produktionsprozesse zu untersuchen und zu optimieren, bevor sie in den gross angelegten Produktionsbetrieb übergehen.


Der entwickelte Mini-Bioreaktor weist eine Arbeitskapazität von 90 mL auf und ist vollständig instrumentiert. Integrierte Einweg-pH- und DO-Sensoren ermöglichen eine präzise Prozessüberwachung und -steuerung.


Besonders bemerkenswert ist der in-line Biomasse-Sensor, der sich als anwendbar sowohl in Säugetier- als auch in mikrobiellen Kultivierungen erwies. Dieser Sensor ermöglichte eine Echtzeitüberwachung der Wachstumsphase, was einen bedeutenden Fortschritt in der Bioprozessentwicklung darstellt.


Die Forscher betonen die Vorteile des Mini-Bioreaktors, darunter die Verwendung eines schwebenden Magnetrührers, der bei niedrigen Füllständen eine Agitation ermöglicht und das Kontaminationsrisiko verringert.


Die Tatsache, dass kein durchdringender Rührerstab erforderlich ist, trägt zu einer höheren Sicherheit bei. Zusätzlich ermöglicht die Abwesenheit von Raum auf dem Kopfplatten des Bioreaktors die Integration von Sondenportalen und Zusatzleitungen.


Die Untersuchung ergab keine Anzeichen dafür, dass hemmende Substanzen aus dem Material des Behälters in das Kulturmedium gelangen, was eine positive Perspektive für den Einsatz in der Bioproduktion darstellt.


Abschliessend wird auf Verbesserungsmöglichkeiten hingewiesen, insbesondere auf die Steigerung der Kühlleistung des Systems, um die Effektivität des Bioreaktors weiter zu optimieren.


Die Autoren schliessen mit dem Aufruf, die Vorteile des 3D-Drucks in der Bioreaktorherstellung voll auszuschöpfen und die Geometrie des Behälters als Parameter zu betrachten, der basierend auf den Experimentatorbedürfnissen optimiert werden kann, ohne durch die Beschränkungen herkömmlicher Herstellungstechnologien wie dem Spritzgiessen eingeschränkt zu sein.

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