Verbundprojekt: Entwicklung eines auflösbaren Mikroträgers für den Einsatz in der Vermehrung von Stammzellen für die therapeutische Verwendung; Teilprojekt: Entwicklung eines Bioreaktorprozesses für die Expansion von MSC (mesenchymale Stammzellen) in einem chemisch definierten Medium

Die effiziente Herstellung von Zellen für die therapeutische Anwendung ist immer noch eine große Herausforderung. Mit diesem F&E Vorhaben planen wir die Entwicklung eines neuartigen Mikroträgers, welcher über eine spezifische Beschichtung ein bestmögliches Anwachsen von Stammzellen im Bioreaktor ermöglicht. Eine darauf abgestimmte Bioprozesssteuerung soll eine effiziente Zellvermehrung als auch Zellernte ohne Einsatz tierischer Produkte ermöglichen. Der Hauptfokus des Teilprojektes der THM liegt auf der Entwicklung eines Bioprozesses, bioverfahrenstechnischen Untersuchungen zur Expansion der Stammzellen in Rührkesselreaktoren sowie auf der Untersuchung der Mikroträger- Prototypen, die im Rahmen des Verbundprojektes entwickelt werden. Der Bioprozess wird nach dem Quality-by-Design-Ansatz in einem chemisch definierten Medium entwickelt. Hierzu werden kritische Prozessparameter ermittelt, die das Wachstum, die Viabilität, den Phänotyp, oder die Funktionalität der Stammzellen beeinflussen. Weiterhin wird eine Prozesskontrolle über ein limitierendes Zufütterungsmodell etabliert, um den Spendereffekt der Stammzellen während der Kultivierung auszugleichen und einen stabilen und robusten Bioprozess zu gewährleisten. Letztlich werden die neuartigen Stärke-basierten Mikroträger auf ihre Tauglichkeit für die Stammzellen -Expansion untersucht, d. h. die Stabilität der Mikroträger im Rührkesselreaktor, das Sedimentationsverhalten, und der Einfluss auf Mischzeit und Sauerstofftransfer. Basierend auf diesen Daten werden die Mikroträger weiter modifiziert. Weiterhin werden eine Animpf- und Erntestrategie für die Mikroträger im Bioreaktor entwickelt und bei Bedarf weitere Adaptionen des Mikroträger-Materials (insbesondere der Beschichtung) vorgenommen.