Strategien zur automatisierten Bioverfahrensentwicklung Bioprozesse digital denken

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Die Bioverfahrenstechnik nimmt einen immer größeren Stellenwert ein, bei der Herstellung unterschiedlichster Produkte. Doch nach wie vor ist deren Skalierung in den industriellen Maßstab einer der Flaschenhälse für die Marktreife. Lesen Sie, wie Digitalisierung und Automatisierung hierbei sinnvoll unterstützen können.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat sich die Landschaft der pharmazeutischen Entwicklung drastisch verändert: Über die Hälfte der neu zugelassenen Arzneimittel sind inzwischen Biopharmaka. Doch deren zunehmende Bedeutung birgt auch Herausforderungen, insbesondere die hohen Kosten. Die immer noch hohe Durchfallrate in der klinischen Phase 2 sowie die langen Entwicklungszeiten stehen einem schnellen Markteintritt entgegen. Dieselben Herausforderungen bestehen auch im Bereich der industriellen Biotechnologie und damit für die Umsetzung einer nachhaltigen vom Erdöl unabhängigen Bioökonomie. Die Entwicklung von Bioprozessen für industriell interessante Produkte und deren Skalierung in den industriellen Maßstab, ist derzeit immer noch langwierig und kostenintensiv.

Einen Schlüssel dafür können Automatisierung und Digitalisierung über den gesamten Bereich der biotechnologischen Forschung und Entwicklung bieten. Aktuell findet ein radikales Umdenken dahingehend statt, mit welchen Methoden und Strategien Bioprozesse entwickelt werden können. Hierbei werden neue Technologien in biotechnologische Entwicklungslabore implementiert, die in anderen Disziplinen Standard sind. Hierzu gehören flexible automatisierte Laborroboter, miniaturisierte und parallelisierte Kultivierungsmethoden sowie Methoden der statistischen Versuchsplanung (engl. design of experiments, DoE) und des Modell- basierten dynamischen Designs (engl. Optimal Expe­rimental Design).