Schlüsseltechnologie für Bioprozesse

Fortschritte in der biopharmazeutischen Forschung erfordern eine kontinuierliche Weiterentwicklung der technischen Infrastruktur. Eine effiziente und präzise Abtrennung der Zellen von Kulturüberständen ist dabei ein entscheidender Schritt in biotechnologischen Prozessen. Um diese Herausforderungen zu meistern, erweitert das Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik (PVZ) der Technischen Universität Braunschweig sein Biotechnikum um einen hochmodernen Tellerseparator des Maschinen- und Anlagenbauers sowie Lösungsanbieter GEA. Mit der Lieferung des Geräts unterstützt GEA die biopharmazeutische Forschung am PVZ. Zum Einsatz wird ein Pathfinder (zu Deutsch „Wegbereiter“ mit einer Durchsatzleistung von bis zu 200 L/h kommen. Der Pathfinder ist speziell für Anwendungen in biopharmazeutischen Pilotanlagen ausgelegt und wird auch hier neue Wege in der Bioverfahrenstechnik erschließen.

Forschungsarbeit des PVZ der TU Braunschweig wichtig für die Weiterentwicklung moderner Medizin und Pharmazeutik

Das PVZ ist ein interdisziplinäres Forschungszentrum, in dem rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Verfahrenstechnik, Biotechnologie und Pharmazie und weiteren Natur- und Ingenieurwissenschaften zusammenarbeiten. Ziel ist die Entwicklung und Optimierung von Herstellungsprozessen für innovative biopharmazeutische Produkte, die individuell auf Patienten abgestimmt werden können. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Abteilung Pharmazeutisch-biologischen Prozesstechnik des PVZ liegt auf biotechnologischen Verfahren, die in der Produktion von Wirkstoffen wie therapeutischen Proteinen, Antikörpern für die Immuntherapie, Enzymen für die industrielle Biokatalyse und der biotechnologischen Herstellung von neuen Antibiotika Anwendungen finden. Diese Verfahren sind essenziell für die moderne Medizin und pharmazeutische Industrie.

GEA-Homogenisator PANDA im PVZ bereits erfolgreich im Einsatz

Vor einiger Zeit hatte GEA an das PVZ einen Hochdruckhomogenisator PANDA PLUS geliefert. Der PANDA eignet sich besonders gut für die Hochdruckverarbeitung von Nanopartikeln und den Zellaufschluss. Der Homogenisator verfügt über ein Touchpanel zur einfachen Steuerung aller Maschinenfunktionen und ist für Cleaning in Place (CIP)- und Sterilisation-in-Place (SIP)-Prozeduren geeignet. Sein kompaktes Design ermöglicht eine einfache Installation, Nutzung und Wartung.

Mit der Erweiterung des Biotechnikums durch den Tellerseparator Pathfinder von GEA ist das PVZ nun in der Lage, die gesamte Wertschöpfungskette eines biotechnologischen Prozesses von der Vorkultur über die Kultivierung bis hin zur Zellabtrennung und Reinigung von Wirkstoffen im Pilotmaßstab durchzuführen. Damit können Kultivierungen mit Bioreaktoren von bis zu 100 Litern realisiert und Zellen effizient separiert werden. Der GEA Pathfinder wird mit drei Trommelgrößen mit einer Durchsatzleistung von 15 bis 300 Litern pro Stunde angeboten. Er erreicht eine sehr hohe Trennleistung dank bis zu 20.000facher Erdbeschleunigung und kann so selbst feine Partikel und Zellfragmente kontinuierlich aus Kultivierungsmedien abtrennen. Der Separator ist mit einem hydrohermetischen Produktzulauf ausgestattet und das schonende Zulaufsystem verhindert das Einwirken von Scherkräften auf das Produkt, wenn es in die Separatortrommel zugeführt wird. Durch seine selbstreinigende Trommel ist das Aggregat für ein vollautomatisches CIP geeignet. Der GEA Pathfinder ist zudem mit einem Paket von Good Manufacturing Practice (GMP)-Basiszertifikaten ausgerüstet. Dieses Komplettpaket ermöglicht eine schnelle, skalierbare und reproduzierbare Prozessführung, die für die Entwicklung biopharmazeutischer Produkte von Morgen von entscheidender Bedeutung ist.

Strategischen Kooperation mit GEA – größere Industrieprojekte geplant

Neben der Durchführung grundlagenbasierter Forschungsprojekte bildet der Einsatz des Separators die Basis für erweiterte angewandte industrielle Forschungs- und Entwicklungskooperationen. Bereits im Sommer 2025 werden zwei industrielle Projekte unter der Leitung von Prof. Rainer Krull und M. Sc. Jan-Angelus Meyer vom Institut für Bioverfahrenstechnik (ibvt) der TU Braunschweig mit dem Pathfinder durchgeführt, die auf den neuen technischen Möglichkeiten des Biotechnikums aufbauen. „Damit bietet das PVZ zukünftig erweiterte Möglichkeiten zur Zusammenarbeit mit Partnern aus der pharmazeutischen und biotechnologischen Industrie, um innovative und anwendungsnahe Forschung voranzutreiben“, so die Forscher des ibvt.