{"id":69793,"date":"2026-02-10T14:35:02","date_gmt":"2026-02-10T13:35:02","guid":{"rendered":"https:\/\/saaris.de\/?p=69793"},"modified":"2026-02-07T14:55:32","modified_gmt":"2026-02-07T13:55:32","slug":"intelligente-sensorik-fuer-sichere-zellproduktion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/saaris.de\/en\/intelligente-sensorik-fuer-sichere-zellproduktion\/","title":{"rendered":"Intelligente Sensorik f\u00fcr sichere Zellproduktion"},"content":{"rendered":"\t\t
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Mit einer modularen Sensorplattform und KI-Technologie optimieren Fraunhofer-Forschende die Herstellung von 3D-Gewebemodellen. Ihre L\u00f6sung erm\u00f6glicht die kontinuierliche Qualit\u00e4tskontrolle in Bioreaktoren und er\u00f6ffnet neue Perspektiven f\u00fcr die Biotech- und Pharmaindustrie \u2013 nicht nur im Hinblick auf tierversuchsfreie Wirkstofftests.<\/strong><\/p>

Ob Wirkstoffscreening oder Toxizit\u00e4tspr\u00fcfung: Stammzellbasierte 3D-Gewebemodelle sind wesentlicher Bestandteil der biomedizinischen Forschung. Doch die Produktion von Zellaggregaten in Bioreaktoren ist hochkomplex und kostenintensiv. Bisher wird die Qualit\u00e4t erst am Prozessende \u00fcberpr\u00fcft \u2013 mit hohem Risiko hinsichtlich Zeit- und Materialverlust.<\/p>

Am Fraunhofer-Zentrum f\u00fcr Sensor-Intelligenz ZSI<\/a> haben Forschende der Fraunhofer-Institute f\u00fcr Biomedizinische Technik IBMT<\/a> und f\u00fcr Zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfverfahren IZFP<\/a> nun gemeinsam ein intelligentes Sensorsystem entwickelt, das den gesamten Herstellungsprozess kontinuierlich \u00fcberwacht und optimiert. Das Fraunhofer IBMT bringt seine Expertise in der Entwicklung von optimierten, standardisierten Zellkulturtechniken und innovativen Modellsystemen f\u00fcr die Stammzellforschung ein. Das zukunftsweisende Sammeln und Weiterleiten von Sensordaten und hieraus abgeleiteten Informationen wird durch die Multimodale Autarke Sensorplattform MAUS des Fraunhofer IZFP realisiert.<\/p>

Abgestimmte Sensorik, klare Qualit\u00e4tsaussage<\/strong><\/p>

Im aktuellen Forschungsprojekt SpheroSense stattete das Team des Fraunhofer IBMT einen kommerziellen Bioreaktor f\u00fcr 3D-Zellsph\u00e4roide, also kugelf\u00f6rmige Zellmodelle, die Gewebe imitieren k\u00f6nnen, mit zwei Sensorebenen aus: Elektrochemische Sensoren f\u00fcr Glukose, Laktat, gel\u00f6sten Sauerstoff, pH-Wert und Temperatur \u00fcberwachen die Umgebung der Zellen. Kameras charakterisieren die Zellaggregate optisch. Kontinuierlich und in Echtzeit analysieren sie Gr\u00f6\u00dfe, Anzahl und Qualit\u00e4t der Sph\u00e4roide. So entsteht eine Wachstumskurve, die R\u00fcckschl\u00fcsse auf optimale Bedingungen erlaubt.<\/p>

F\u00fcr die optische Qualit\u00e4tskontrolle setzen die Forschenden auf zwei Kamerapfade: eine In-situ-Kamera fokussiert die rotierenden R\u00f6hrchen des Reaktors und erkennt Sph\u00e4roide in der Schwebe, eine weitere Kamera erfasst sie, wenn sie durch einen Mikrofluidik-Kanal gesaugt werden. Die eingebundene KI erkennt und klassifiziert die Zellaggregate innerhalb von Millisekunden. Die MAUS-Edge-KI-Plattform b\u00fcndelt alle Sensordaten, wertet sie direkt vor Ort aus und \u00fcbergibt die Ergebnisse in eine Datenbank.<\/p>

Weniger Risiko, mehr Objektivit\u00e4t<\/strong><\/p>

Die Fraunhofer-Fachleute bringen mit ihrer L\u00f6sung die Qualit\u00e4tskontrolle in die laufende Produktion \u2013 objektiv, automatisierbar und kosteneffizient, denn allein die Medien f\u00fcr Stammzellen sind teuer und ihre Kultivierung zeitaufw\u00e4ndig: \u00bbWir gew\u00e4hrleisten die objektive Bewertung durch KI anstelle einer subjektiven Einsch\u00e4tzung, die laufende \u00dcberwachung und perspektivische Anpassung der Prozessparameter und nicht zuletzt die Anschlussf\u00e4higkeit an moderne Prozessf\u00fchrung im Pharma- und Biotech-Sektor\u00ab, erkl\u00e4rt Projekteiter Dr. Thomas Velten vom Fraunhofer IBMT. \u00bbUnsere L\u00f6sung entspricht modernen Konzepten wie Process Analytical Technology (PAT) und Continuous Process Verification, wie sie von FDA und EMA gefordert werden.\u00ab Dabei arbeitet das System label-free, das hei\u00dft es sind keine F\u00e4rbungen n\u00f6tig, die Sph\u00e4roide bleiben unbesch\u00e4digt.<\/p>

Datensouver\u00e4nit\u00e4t von Anfang an<\/strong><\/p>

Ein zus\u00e4tzliches Plus: Die L\u00f6sung arbeitet ohne Cloud-Anbindung und erf\u00fcllt damit h\u00f6chste Anforderungen an Datensicherheit. Auf Wunsch ist eine entsprechende Anbindung m\u00f6glich, standardm\u00e4\u00dfig verbleiben die sensiblen Prozessdaten jedoch beim Auftraggeber.<\/p>

Das System kann auf unterschiedliche Einsatzszenarien angepasst werden \u2013 von der Stammzellforschung bis zur industriellen Zellproduktion: \u00bbUnsere Plattform MAUS bietet Rapid Prototyping f\u00fcr jegliche Monitoring-Anwendungen. Modular konzipiert kann sie flexibel adaptiert und ganz nach Bedarf schnell und unkompliziert erweitert werden\u00ab, erl\u00e4utert Christoph Weingard, Entwickler f\u00fcr Sensor-Intelligenz und Mikroelektronik am Fraunhofer IZFP. \u00bbF\u00fcr SpheroSense haben wir etwa Funkmodule mit Bluetooth und Near Field Communication, also NFC, umgesetzt, um die Sensoren innerhalb der R\u00f6hrchen auszulesen \u2013 ohne zus\u00e4tzliche Kabel. Es wird einfach ein entsprechendes Steckmodul aufgebracht \u2013 und die \u00dcberwachung l\u00e4uft.\u00ab<\/p>

Das Gesamtsystem wird am Fraunhofer-Zentrum f\u00fcr Sensor-Intelligenz ZSI im laufenden Betrieb erfolgreich genutzt \u2013 mit direktem Feedback der Kolleginnen und Kollegen, die 3D-Zellsph\u00e4roide herstellen und in weiterf\u00fchrenden Projekten mit ihnen arbeiten.<\/p>

Vorstellung auf der Analytica 2026<\/b><\/p>

Die Fachleute stellen ihre L\u00f6sung von 24. bis 27. M\u00e4rz 2026 auf der Analytica in M\u00fcnchen vor. Auf der Weltleitmesse f\u00fcr Labortechnik, Analytik und Biotechnologie k\u00f6nnen sich Besucherinnen und Besucher ein Bild vom Gesamtsystem machen \u2013 inklusive Sensoren, Kameras und Echtzeit-Datenanalyse.<\/p>

Mehr dazu in der Originalver\u00f6ffentlichung<\/a><\/p>

\u00dcber das Bild: KI-gest\u00fctzte \u00dcberwachung des Wachstums von 3D-Zellaggregaten in suspensionsbasierten Bioreaktoren. Fraunhofer IBMT, Bernd M\u00fcller<\/p>

Das Thema interessiert Sie? Unsere Expertin Heike Ziegler-Braun freut sich \u00fcber Ihre Kontaktaufnahme.<\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Ihre Ansprechpartnerin bei saaris:<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\n \"Max
\n Heike Ziegler-Braun<\/span>\n Technologietransfer | Life Science & Material Science<\/span>\n\n 0681 210 66 203<\/span>\n heike.ziegler-braun@saaris.saarland<\/a>\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n\n \t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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