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    Technologien für Zell- und Gewebekulturen
    Kooperationen: Bioengineering AG, Wald, SchweizBioglobe GmbH, Hamburg Dr. Uwe Marx, TissUse GmbH, Berlin DTL Biotechnology Ltd, Ireland Fraunhofer Einrichtung Marine Biotechnologie, Lübeck Infors AG, Schweiz Ingenieurbüro Dr.-Ing. Schoop GmbH medorex eK, Bovenden Prof. Dr.-Ing. Björn Frahm, FH Lemgo Prof. Dr.-Ing. Dieter Eibl, ZHAW Wädenswil, Schweiz Prof. Dr.-Ing. Hoc Kiem Trieu, Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mikrosystemtechnik Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak, TH Mittelhessen, Gießen Prof. Dr.-Ing. Thomas Becker, TU München Prof. Dr.-Ing. Volker C. Hass, HS Furtwangen Prof. Dr. Gerardo Catapano, Uni. of Calabria, Italy Prof. Dr. Michael Amling, UKE Hamburg Prof. Dr. Roland Lauster, TU Berlin Prof. Dr. Udo Schumacher, UKE Hamburg ZellWerk GmbH, Eichstädt Zellkulturprozesse zur Wirkstoffproduktion Steuerung von fed-batch-Prozessen Design, Betrieb und Scale-up von Festbettreaktoren mit immobilisierten Zellen Tissue Engineering Herstellung implantierbarer Knorpel-Träger-Konstrukte als Gelenkflächenersatz 3D-Gewebekulturen für Toxizitätstests
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    IBÖM04:mDoE-Toolbox2-Neue mDoE Software-Toolbox zur modellgestützten Optimierung biotechnologischer Prozesse
    Die Entwicklung und Optimierung biobasierter Produkte ist noch stark empirisch geprägt. Dazu werden häufig „Design of Experiment“ (DoE)-Methoden eingesetzt, die eine hohe Anzahl an zeitintensiven Experimenten erfordern. Die Konzeption, insbesondere die Eingrenzung des Parameterraumes, ist schwierig und die Aussagekraft häufig begrenzt. Die zentrale Projektidee besteht darin, modulare Software-Tools anzubieten, die DoE-Strategien mit mathematischen Prozessmodellen verknüpfen und somit den experimentellen Aufwand signifikant reduzieren und die Aussagekraft eines DoE entscheidend erhöhen. In der Sondierungsphase wurde der hohe Bedarf des Software-Tools abgeschätzt und in einer on-line Umfrage bestätigt. In der Machbarkeitsphase soll die Software-Toolbox zusammen mit den Partnern schrittweise entwickelt, evaluiert und ihre Leistungsfähigkeit an relevanten bioökonomischen Beispielprozessen demonstriert werden.
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    Modellgestützte Bioprozessentwicklung zur Herstellung von natürlichen Milcholigosacchariden für medizinische Anwendungen
    Schwere Durchfallerkrankungen (Diarrhöe) sind mit über 40 % die häufigste Todesursache bei Kälbern. Die Behandlung ist sehr pflegeintensiv, da die betroffenen Tiere trotz Behandlung mit Antibiotika über lange Zeit sehr geschwächt sind. Eine antibiotika-freie, natürliche Behandlung kann nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen durch Zugabe von natürlichen Milcholigosacchariden (MOS) im Futter erfolgen. Allerdings fehlt es derzeit an Technologien zur industriellen Produktion von MOS. Die chemische Synthese von MOS ist sehr aufwändig und wirtschaftlich uninteressant. Eine wirtschaftliche Produktion von Milcholigosacchariden erfordert daher einen neuen biokatalytischen Ansatz auf Basis eines GRAS-Organismus (generally-regarded-as-safe). Die Steuerung von Fermentationsprozessen erfolgt heute meist empirisch und beruht häufig auf Erfahrungswerten. Dies erschwert die Optimierung und kann besonders bei neuen Verfahren sehr langwierig und damit teuer sein. Es fehlen geeigneten Modelle, die die komplexen Prozesse abbilden und Vorhersagen für eine optimale Steuerung machen. Die Weiterentwicklungen der Prozessleitsystemsoftware WinErs durch IB Schoop wird neue Einsatzmöglichkeiten in der Biotechnologie eröffnen und an dem Prozess beispielhaft die Möglichkeiten einer intelligenten modellgestützten Prozessführung zeigen. Ziel des Projektes ist die biotechnologische Produktion von natürlichen Milcholigosacchariden mit Hilfe modellgestützter Prozessentwicklungssysteme auf der Basis des Prozessleit- und Simulationssystems WinErs, um so der biopharmazeutischen Industrie Zugang zu therapeutisch relevanten Grundstrukturen wie Sialyllactose für die Behandlung schwerer Darmerkrankungen zur Verfügung zu stellen. Durch die Kombination von wissenschaftlicher Exzellenz der TU Hamburg und der Innovationskraft kleiner und mittlerer Unternehmen wollen die Antragsteller dazu beitragen, Hamburg zu einem national und international führenden Standort der industriellen Biotechnologie zu entwickeln.
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