Neues Verfahren zur Impfstoffherstellung zügig im Markt etablieren

Der technologische Ansatz: Inaktivierung durch niederenergetische Elektronenbestrahlung (LEEI), um die Nukleinsäure im Pathogen zu schädigen und die Oberflächen- und Antigenstruktur der Pathogene so intakt wie möglich zu halten.
© Fraunhofer IZI

Um Tot-Impfstoffe zu erzeugen, werden Viren mit der giftigen Chemikalie Formaldehyd inaktiviert. Vorteilhafter ist es jedoch, die Erreger mit niederenergetischen Elektronen zu bestrahlen. Vier Fraunhofer-Institute haben diese neue Methode der Impfstoff-Herstellung entwickelt. Das Verfahren ist schneller und garantiert eine höhere Produktqualität. Nun gilt es, die patentierte Technologie möglichst schnell zur Marktreife zu überführen. Gemeinsam mit dem Sondermaschinenhersteller KyooBe und TIM Consulting plant nun das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, den Schritt zum konkurrenzfähigen Produkt zu erleichtern und den Technologietransfer zu beschleunigen.

Kinderlähmung, Grippe, Hepatitis A: Ein kleiner Pieks – und Krankheitserreger haben keine Chance. Die meisten Impfungen beruhen auf Tot-Impfstoffen, bei denen die Viren abgetötet sind. Bislang eliminiert man die Erreger durch Chemikalien, üblicherweise wird giftiges Formaldehyd verwendet. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Zelltherapie und Immunologie IZI haben das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und das Fraunhofer IPA ein neues Verfahren zur chemikalienfreien Herstellung von Tot-Impfstoffen entwickelt.

Mittels niederenergetischer Elektronenbestrahlung werden die Erreger dabei schnell und reproduzierbar abgetötet. Der Trick: Die Elektronen zerstören nur die Nukleinsäuren der Viren und Bakterien, während deren Oberflächenproteine heil bleiben. Die Bestandteile, auf die unser Immunsystem mit der gewünschten Immunantwort reagiert, sind also auch nach der Bestrahlung noch intakt. Auf diese Weise können Impfstoffe schneller, sicherer und kostengünstiger produziert werden.

Eine Versuchsanlage zur Herstellung der Tot-Impfstoffe wurde am Fraunhofer IZI in Leipzig installiert. Die Anlage trägt dazu bei, das innovative Verfahren vom Labormaß-stab auf eine industrietaugliche Größenordnung zu skalieren – für den kommerziellen Einsatz in der pharmazeutischen Produktion ist der Prototyp aber noch nicht geeignet. Um die Technologie erfolgreich auf den Markt zu bringen, bedarf es technischer Opti-mierungen sowie einer fundierten Strategie und Businessanalyse. Hierfür konnte die Fraunhofer-Gesellschaft unter Leitung des Fraunhofer IPA in Stuttgart mit der KyooBe Tech GmbH und TIM Consulting zwei Kooperationspartner gewinnen. Als Spin-off der Bausch+Ströbel Maschinenfabrik Ilshofen baut KyooBe auf mehr als 50 Jahre technologischer Expertise im pharmazeutischen Sondermaschinenbau.

»Für den Einsatz in der industriellen Impfstoffherstellung müssen wir die Abmessungen der Anlage auf die Größe eines Kühlschranks verkleinern. Derzeit ist es möglich, vier Liter Impfstoff pro Stunde zu produzieren. Hier besteht Optimierungsbedarf, an dem wir arbeiten«, sagt Mario Bott, Geschäftsführer der KyooBe Tech GmbH und ehemaliger Mitarbeiter am Fraunhofer IPA. Die Anwendung der Technologie beschränkt sich nicht auf den Bereich der Impfstoffherstellung. Eine Sterilisation von Biologika oder anderen flüssigen biologischen Materialien ist ebenfalls möglich. Das Unternehmen setzt auf einen interdisziplinären, proaktiven, benutzerzentrierten und ganzheitlichen Ansatz für die pharmazeutische Fertigungstechnik.

Frühzeitiges Risikomanagement dank Big Data

Damit der Technologietransfer möglichst reibungslos verläuft, sind aufwändige Markt-recherchen erforderlich. »Wie entwickelt sich der Markt der Impfstoffe in den kommenden Jahren? Wie robust ist das Patent? Arbeiten andere Unternehmen an ähnlichen Verfahren? Gibt es schon Patente in dieser Richtung? All diese Fragen müssen adressiert werden«, erläutert Martin Thoma, stellvertretender Leiter der Abteilung Laborautomatisierung und Produktionstechnik am Fraunhofer IPA, der das Projekt am Institut betreut.

TIM Consulting verwendet mit »Deep Dive« eine ausgefeilte Big Data-Methode zur Marktanalyse und zur Klärung der Fragestellungen. Das Unternehmen wurde von einem ehemaligen Mitarbeiter des Fraunhofer IPA, Dr.-Ing. Thomas Abele, gegründet. »Deep Dive« macht Entwicklungsrisiken transparent und reduziert diese durch frühzeitige Maßnahmen. Die Software nutzt zahlreiche wissenschaftliche und Patent-Datenbanken, um große Datenmengen zu kondensieren sowie Korrelationen zwischen Themen zu analysieren. »Mit unserer Software Netculator identifizieren wir klar abgrenzbare technologie- bzw. anwendungsbezogene Arbeitsfelder. Wie bezeichnen diese als Forschungsfronten«, so Dr. Thomas Abele.

Das Big Data-Werkzeug erkennt durch einen hybriden Algorithmus Ähnlichkeiten zwischen Dokumenten anhand der verwendeten Keywords. Insbesondere lässt sich die Entwicklung von Themen in einer Zeitachse erfassen. Damit werden aufkommende Themen, sogenannte »emerging topics« oder »white spots« ermittelt und sich ändernde Wichtigkeiten von Themenfeldern erkannt. Ausgewählte Cluster werden in zeitlich fixierten Projektphasen à zwei Wochen weiter aufgespalten. Für alle (Sub-)Cluster können Experten, aktive Unternehmen/Institutionen, wichtigste Veröffentlichungen /Patente etc. ermittelt werden. Das Big-Data-Werkzeug eignet sich nicht nur für pharmazeutische Anwendungen, sondern auch für Verfahren und Technologien anderer Sparten wie Automotive oder Maschinenbau.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2021/februar-2021/neues-…

Media Contact

Jörg-Dieter Walz Pressekommunikation
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Pinguinzählung in der Antarktis

Kaiserpinguine gelten als vom Aussterben bedroht. Um die größte aller Pinguinarten zu schützen, gilt es, die Zahl der Tiere genau im Blick zu behalten und zu untersuchen, welche Faktoren die…

Blütenbesuch- und Pollentransport in Kulturlandschaften

Ein Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen hat Wildbienen auf Kalkmagerrasen untersucht und dabei sowohl die Blütenbesuchsnetzwerke als auch die Pollentransportnetzwerke analysiert. Dabei zeigte sich, dass nicht alle Besuche der…

KI und Robotik: Wie autonomer Ultraschall den medizinischen Alltag entlasten kann

Robotischer Ultraschall kann Ärztinnen und Ärzten Routineuntersuchungen abnehmen. Die Untersuchungen sind standardisiert, somit werden Daten miteinander vergleichbar. Für autonome oder automatisierte Untersuchungen ist kein medizinisches Fachpersonal nötig. Prof. Nassir Navab…

Partner & Förderer