Moderne Kryobiotechnologie und Kryobanken der Zukunft

„High Precision Freezer“ – Kryoplattform des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik auf der MEDICA 2005 in Halle 10 Stand F 05.

Die Kryobanken der Zukunft sind die konsequente Fortsetzung generationsübergreifend angelegter biologischer Sammlungen, beginnend mit den noch wenig wissenschaftlichen Raritätenkammern des Mittelalters über die Naturkundemuseen bis hin zu den Lebendsammlungen der Zoos und Tierparks. Sie garantieren eine zeitlich nicht mehr limitierte Lebendablage auf der Ebene von Zellsuspensionen und kleinen Gewebeteilen auf engstem Raum.10 000 Zellen eines Säugers oder des Menschen überstehen die Gefrierprozeduren schadlos und beanspruchen, in ein Nährmedium eingebettet, noch nicht einmal einen Kubikmillimeter Lagerraum, d.h. weniger als ein Stecknadelkopf. Alle Lebensprozesse stehen bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs still. Das sich sonst ständig verändernde, fließende Biosystem kann über Tage, Monate, Jahre bis zu Jahrzehnten in einen Festkörper verwandelt und bei Bedarf reaktiviert werden – eine faszinierende, zeitlose, tiefgekühlte Welt des Stillstandes.

Sowohl die industrielle Biotechnologie als auch die patientenorientierte klinische Nutzung der Zellbiologie, mit den gegenwärtig stark in der Entwicklung begriffenen Zelltherapien der regenerativen Medizin, wird ohne eine robuste, effiziente und hochsichere Lagerhaltung nicht möglich sein. Die Fraunhofer-Gesellschaft als Technologievorreiter hat dies gemeinsam mit dem Saarland und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung bereits vor Jahren erkannt und ein nunmehr geschlossenes und weltweit einmaliges Kryotechnologieportfolio entwickelt.

Bestandteile dieser Technologie sind miniaturisierte Zellcontainer, die bei -150 °C die Teilentnahme von Probenmaterial ohne Auftauen der Restprobe erlauben und gekühlt auch in Teilen weltweit verschickt werden können. Hinzu kommen definierte Einfrier- und Auftauapparate (wie der auf der MEDICA ausgestellte „High Precision Freezer“) sowie Kryobank-Konzeptionen vom Labormaßstab bis zu großindustrieller Skalierung. Die verschlüsselte doppelte Datenablage, die sowohl in einer zentralen Datenbank als auch fest gekoppelt an die tiefgefrorenen Lebendproben erfolgt, bildet ein wesentliches Element der IBMT-Kryobanktechnologie. Dieses Prinzip und seine technologische Lösung liefern nahezu vollständige Verwechslungssicherheit, wie sie für eine medizinische Nutzung, vor allem bei der autologen und allogenen Zellablage für die Zelltherapien der Zukunft, unabdingbar ist.

Vervollständigt wird die Tieftemperaturtechnologie durch evolutive und adaptive Datenbank- und Kryobanksteuerarchitekturen. Diese neue Methode der Proben- und Datenspeicherung, die zusammen mit dem leistungsstarken Softwarepaket ChameleonLabTM (entwickelt mit der Firma Evotec Technologies, Hamburg) eine sich selbst optimierende Laborautomatisierung erlaubt, ist eines der technologischen Puzzlestücke, die das Fraunhofer IBMT für die zukünftigen Kryobanken der regenerativen Medizin und Biotechnologie entwickelt hat und der Industrie zur Verfügung stellt. Derart übergreifende Komplettlösungen, wie sie in der Forschungs- und Demonstrationskryobank EuroCryo am Fraunhofer IBMT demonstriert werden, sind essentielle technologische und technische Voraussetzungen für den sicheren Betrieb von industriellen Kryobanken.

Ihre Ansprechpartner:

Dr. Frank Obergrießer
Telefon: 06897 / 9071-90
Fax: 06897 / 9071-99
E-Mail: frank.obergriesser@ibmt.fraunhofer.de

Dipl.-Phys. Uwe Schön
Telefon: 06897 / 9071-70
Fax: 06897 / 9071-99
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