Medizin- und Pharmatechnologie

Neue Technologien für die medizintechnische Anwendung entwickeln

© Fraunhofer ITEM, Ulrich Froriep

Der Aufbau von Produktionstechnologien für innovative Arzneimittel – ATMPs und Biologika – ist ein Forschungsfeld, das am Fraunhofer ITEM zunehmend in den Fokus rückt. Für bestimmte Therapeutika wie CAR-T-Zellen sind personalisierte Herstellungsprozesse erforderlich. Allerdings hat die Entwicklung der benötigten Produktionstechnologien mit dem rasanten biomedizinischen Fortschritt noch nicht Schritt gehalten. Ziel der Forschenden ist es, skalierbare und robuste technologische Plattformen für die Entwicklung und Produktion von Biologika zu etablieren. Mithilfe von automatisierten und digital unterstützten Produktionstechnologien sollen diese Arzneimittel zukünftig schnell, sicher und zuverlässig entwickelt und nach den hohen Anforderungen der pharmazeutischen Herstellung produziert werden.

Für In-vitro-Diagnostika bauen die Forschenden das bereits vorhandene Know-how auf dem Gebiet der Einzelzellanalyse und Flüssigbiopsie weiter aus. Durch die Analyse von RNA und DNA aus einzelnen Zellen sollen aus dem wertvollen klinischen Probenmaterial zusätzliche Informationen gewonnen und daraus neue therapeutische Strategien abgeleitet werden. Die Kombination von Multi-Omics- und funktionellen Daten schafft hierbei neue, maßgeschneiderte Analyseplattformen.

Das Leistungszentrum Medizin- und Pharmatechnologie verbindet die Fraunhofer-Institute in Hannover, Braunschweig und Lübeck und ermöglicht eine intensive Zusammenarbeit für den Innovationstransfer in die Anwendung. Ein Forschungsfeld ist die Entwicklung innovativer Inhalationstechnologien. Aktuell liegt der Fokus darauf, neue Technologien zur medizinischen Anwendung von Aerosolen in Richtung von Smart-Drug-Device-Kombinationsprodukten, also Kombinationen aus intelligentem Medizinprodukt und Arzneimittel, zu entwickeln.

In einem weiteren Forschungsfeld werden Testmethoden etabliert, um die langfristige Haltbarkeit von Implantaten bewerten zu können. Im Vordergrund stehen die Prüfung aktiver Implantate, wie die Langzeitfunktion von Neuroimplantaten, sowie Testsysteme für funktionelle Implantate, u. a. mit antiinfektiöser oder antifibrotischer Wirkung. Es ist ein Ziel, durch biomimetische Ansätze Implantat-Testungen in Tierversuchen zu reduzieren. Angesichts der regulatorischen Anforderungen an Medizinprodukte ist es besonders relevant, die regulatorische Strategie möglichst früh festzulegen. Denn dann kann die notwendige Konformitätsbewertung reibungslos durchgeführt werden und das Produkt schneller auf den Markt kommen. Eine umfangreiche Datenbank zu Anforderungen und Materialien für eine optimierte (Re-)Zertifizierung von Medizinprodukten befindet sich im Aufbau. 

Next Generation Risk Assessment

Für die Bewertung der Sicherheit von Medizinprodukten wenden die Forschenden auch das neuartige Konzept des sogenannten »Next Generation Risk Assessment« an. Für diesen Ansatz nutzen sie Modellierungsparameter, mit deren Hilfe sie auf Labor- und insbesondere auf Tierversuche verzichten können. Sie setzen Methoden ein, die in erster Linie für die Risikobewertung von Industriechemikalien verwendet werden, wie TTC, Read-Across und QSAR. 

Medizin- und Pharmatechnologie: Aktuelle Projekte und Highlights

 

Innovation für Frühgeborene

Entwicklung eines Systems, das die Atmung von Frühgeborenen optisch detektiert und das Aerosol direkt an der Patientenschnittstelle atemsynchronisiert freisetzt. 

 

Projekt MDOT

In diesem EU-Projekt soll eine Plattform entwickelt werden, um Unternehmen bei der Konformitätsbewertung von Medizinprodukten zu unterstützen, deren Fokus auf der Inhalations-, Neuroimplantat- und orthopädischer Implantattechnologie liegt. 

 

Langzeittestung von Neuroimplantaten

Fraunhofer-Forschende erarbeiten Lösungen, die die Qualität und Langlebigkeit von Neuroimplantaten gewährleisten sowie deren Entwicklung und Markteintritt beschleunigen.

Projekt 4D Haler

Entwicklung eines intelligenten Inhalators für neue pharmazeutische Wirkstoffe, wie Biologika, mRNA- und Gen-, Gewebe- sowie zellbasierte Therapeutika.

 

Pressemitteilung / 3.6.2022

Projekt RNAuto

Fraunhofer entwickelt automatisierte Produktionstechnologien für mRNA-basierte Arzneimittel.

 

RealWorld4Clinic

Die Alltagserhebung von kardiorespiratorischen Gesundheitsdaten mithilfe eines Multisensorsystems soll helfen, die Medikamentenentwicklung und die Patientenversorgung deutlich zu verbessen.

Projektarchiv

Hier finden Sie weitere Projekte sortiert nach unseren Forschungs- und Entwicklungskompetenzen. 

Publikationen

  • Abdulbaki, A., Doll, T., Helgers, S., Heissler, H. E., Voges, J., Krauss, J. K., Schwabe, K., Alam, M. (2023). Subthalamic Nucleus Deep Brain Stimulation Restores Motor and Sensorimotor Cortical Neuronal Oscillatory Activity in the Free-Moving 6-Hydroxydopamine Lesion Rat Parkinson Model. Neuromodulation [Epub ahead of print]. doi: 10.1016/j.neurom.2023.01.014 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1094715923000235?via%3Dihub
  • Aksu, M., Kumar, P., Guttler, T., Taxer, W., Gregor, K., Mussil, B., Rymarenko, O., Stegmann, K. M., Dickmanns, A., Gerber, S., Reineking, W., Schulz, C., Henneck, T., Mohamed, A., Pohlmann, G., Ramazanoglu, M., Mese, K., Gross, U., Ben-Yedidia, T., Ovadia, O., Fischer, D. W., Kamensky, M., Reichman, A., Baumgartner, W., von Kockritz-Blickwede, M., Dobbelstein, M., Gorlich, D. (2024). Nanobodies to multiple spike variants and inhalation of nanobody-containing aerosols neutralize SARS-CoV-2 in cell culture and hamsters. Antiviral Research 221: 105778. doi: 10.1016/j.antiviral.2023.105778 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166354223002565?via%3Dihub  - Open Access
  • Nguyen, M. H., Onken, A., Wulff, A., Foremny, K., Torgau, P., Schutte, H., Hild, S., Doll, T. (2023). Computational Modeling of Diffusion-Based Delamination for Active Implantable Medical Devices. Bioengineering (Basel) 10(5). doi: 10.3390/bioengineering10050625 https://www.mdpi.com/2306-5354/10/5/625  - Open Access
  • Weissfuss, C., Wienhold, S. M., Burkle, M., Gaborieau, B., Bushe, J., Behrendt, U., Bischoff, R., Korf, I. H. E., Wienecke, S., Dannheim, A., Ziehr, H., Rohde, C., Gruber, A. D., Ricard, J. D., Debarbieux, L., Witzenrath, M., Nouailles, G. (2023). Repetitive Exposure to Bacteriophage Cocktails against Pseudomonas aeruginosa or Escherichia coli Provokes Marginal Humoral Immunity in Naive Mice. Viruses 15(2). doi: 10.3390/v15020387 https://www.mdpi.com/1999-4915/15/2/387 - Open Access
  • Willy, C., Bugert, J. J., Classen, A. Y., Deng, L., Duchting, A., Gross, J., Hammerl, J. A., Korf, I. H. E., Kuhn, C., Lieberknecht-Jouy, S., Rohde, C., Rupp, M., Vehreschild, M., Vogele, K., Wienecke, S., Witzenrath, M., Wurstle, S., Ziehr, H., Moelling, K., Broecker, F. (2023). Phage Therapy in Germany-Update 2023. Viruses 15(2). doi: 10.3390/v15020588 https://www.mdpi.com/1999-4915/15/2/588 - Open Access
  • Wittmann, J., Bunk, B., Korf, I., Wienecke, S., Spröer, C. (2023). Therapie-Phagen: Voraussetzung für die Anwendung geschaffen. Biospektrum 29(2): 222-222. doi: 10.1007/s12268-023-1917-8 https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12268-023-1917-8.pdf - Open Access