Wer neue Medikamente entwickelt, braucht Gewebeproben zum Testen. Diese Proben müssen haltbar gemacht werden. Bisher geschieht das meist in mühsamer Handarbeit. Ein Fehler beim Einfrieren kann die empfindlichen Strukturen zerstören. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden hat jetzt gemeinsam mit anderen Fraunhofer-Instituten eine Lösung entwickelt. Ein automatisiertes System unterstützt die Arbeit. Die Plattform übernimmt zentrale Schritte zum Einfrieren der Gewebeproben und macht den Prozess etwa zehnmal schneller.
Die neue Technologie nutzt Vitrifikation. Dabei erstarrt das Gewebe so schnell, dass keine schädlichen Eiskristalle entstehen. Das Verfahren galt bisher als schwierig zu beherrschen. Temperatur und Zeitpunkt müssen exakt stimmen. Erfahrene Fachkräfte schafften etwa 20 Proben pro Vormittag. Die neue Plattform verarbeitet im gleichen Zeitraum bis zu 200 Proben.
Roboter statt Handarbeit
Das System arbeitet nach Prinzipien aus der industriellen Fertigung. Die Gewebeschnitte liegen auf speziellen Trägern. Sensoren und Kameras überwachen jeden Schritt. Medienwechsel und Kühlvorgänge laufen automatisch ab. Dr. Florian Schmieder leitet die Gruppe für Mikro- und Biosystemtechnik am Fraunhofer IWS. „Wir wollten einen Prozess entwickeln, der unabhängig von individueller Erfahrung reproduzierbar funktioniert", erklärt er.
Die Automatisierung bringt mehrere Vorteile. Erstens werden Fehler seltener. Zweitens lassen sich die Ergebnisse besser vergleichen. Drittens sinkt der Zeitaufwand für das Personal deutlich. Das ist wichtig für Pharmafirmen und Forschungslabore. Sie brauchen verlässliche Tests in größerer Zahl.
Technik mit Blick auf die Praxis
Am Projekt COLDIMPACT+ arbeiten drei Fraunhofer-Institute zusammen. Neben dem IWS sind das Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM sowie das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT beteiligt. Die Partner bündeln Fachwissen aus verschiedenen Bereichen. „Wir entwickeln Technik nicht isoliert, sondern immer mit Blick auf die Anwendung und den späteren Einsatz", ergänzt Schmieder.
Die Plattform ist modular aufgebaut. Sie lässt sich an verschiedene Gewebearten anpassen. Auch unterschiedliche Schutzflüssigkeiten können verwendet werden. Das System wurde so konzipiert, dass Unternehmen es übernehmen und weiterentwickeln können. Die Forscher denken schon jetzt an alle Regelungen oder Vorgaben für solche Arbeiten. So soll der Weg vom Labor in die Praxis möglichst zügig gelingen.
