BioSensoLab - Laboratorio biológico para llevar

Unidad de laboratorio móvil con dispositivo de elevación integrado para chasis de camión estándar. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel / Unidad de laboratorio móvil con dispositivo de elevación integrado para un chasis de camión estándar. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel

Dos cabinas de seguridad modulares de Clase II para trabajos en BSL-2. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel / Two modular class II safety workbenches for BSL-2 work. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel

El laboratorio ofrece espacio para hasta siete puestos de trabajo completamente operativos. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel / The laboratory offers space for up to seven fully functional work-stations. © Fraunhofer IBMT, Markus Michel

Investigadores del Instituto Fraunhofer para Tecnología Biomédica IBMT han desarrollado el laboratorio biológico móvil »BioSensoLab«, con el cual pueden presentar nuevas innovaciones a los clientes y probarlas conjuntamente, directamente en la empresa. Estas nuevas tecnologías consisten principalmente en sensores inteligentes, combinados con análisis mediante Inteligencia Artificial.

«Nunca cambies un sistema que funciona» – esto es especialmente válido para las empresas. Antes de adoptar nuevos métodos en su producción en marcha y correr el riesgo de que las cadenas de producción se detengan, los procedimientos deben ser probados y evaluados exhaustivamente. Y lo mejor es hacerlo en el lugar. Sin embargo, las condiciones no siempre están preparadas para ello. La cercanía al lugar adquiere aún más importancia cuando se trata de Inteligencia Artificial, IA, en combinación con datos sensibles. Después de todo, la IA primero debe ser entrenada con datos adecuados para poder evaluar posteriormente los datos de los sensores capturados y tomar decisiones basadas en ello. Para ello, los datos suelen enviarse a la nube a través de Internet. Sin embargo, las empresas prefieren mantener datos sensibles en sus instalaciones.

Plataforma de trabajo móvil »BioSensoLab«

Investigadores del Fraunhofer IBMT han desarrollado una solución para esto. »Con nuestra plataforma de trabajo móvil »BioSensoLab«, podemos presentar nuevas tecnologías, por ejemplo del área de producción de células madre, directamente en la empresa y utilizarlas conjuntamente«, explica el Dr. Thomas Velten, jefe del grupo de trabajo en el Fraunhofer IBMT. »Además, los datos sensibles no necesitan salir de la empresa: el laboratorio puede instalarse, por ejemplo, en un pabellón de la planta«. Porque, con una longitud de 7,8 metros, un ancho de 2,5 metros y una altura de tres metros, ofrece suficiente espacio para investigaciones biológicas y otras, pero no ocupa demasiado lugar. El laboratorio está diseñado como un laboratorio de nivel 2, por lo que puede utilizarse para cuestiones biológicas. El nivel de seguridad 2 incluye trabajos con microorganismos que representan un posible peligro para el personal del laboratorio y el entorno. Ejemplos de estos materiales son Salmonella, virus del herpes o virus de la gripe. Los laboratorios de nivel 2 suelen contar con control de acceso y sistemas para contener gases y líquidos infecciosos.

También, la infraestructura digital del »BioSensoLab« está diseñada para integrarse en los sistemas informáticos existentes y en las instalaciones de producción. La disposición modular del interior puede adaptarse de forma flexible a las necesidades, siendo desplazable y fácil de montar y desmontar. Para un cambio de ubicación, el laboratorio puede transportarse mediante un sistema de elevación integrado y un camión.

Fundamental para el desarrollo del laboratorio móvil de nivel 2 fue la combinación de diferentes conocimientos especializados: un socio industrial del sector de vehículos especiales aportó su experiencia en la construcción de unidades transportables, mientras que los investigadores del Fraunhofer IBMT aportaron sus competencias en laboratorios biológicos. »Además, durante años hemos adquirido las competencias para construir laboratorios móviles, por lo que pudimos diseñarlos y coordinar su construcción«, dice Velten. »Por un lado, sabemos cómo debe estar equipado un laboratorio, por ejemplo en cuanto a tecnología de aire acondicionado, y por otro, qué sistemas puede instalar el fabricante del vehículo.«

Los sensores inteligentes del Centro Fraunhofer para la inteligencia de sensores ZSI mejoran la calidad del producto

Al construir el laboratorio móvil, los investigadores del Fraunhofer IBMT ya tenían aplicaciones concretas en mente: y son las tecnologías que actualmente desarrollan en el nuevo Centro Fraunhofer para la inteligencia de sensores ZSI, en colaboración con el Instituto Fraunhofer para Ensayos No Destructivos IZFP. El punto central: los sensores inteligentes recopilan cada vez más datos, que deben ser convertidos en información útil – algo que resulta casi imposible para las personas. Aquí, la Inteligencia Artificial puede destacar: analiza la avalancha de datos y, en base a los resultados, toma decisiones en tiempo casi real. Decisiones que minimizan el desgaste y los rechazos, y mejoran la calidad de los productos fabricados. »Nuestro objetivo son dispositivos de inteligencia sensorial: sensores inteligentes cuyos datos son evaluados por IA y utilizados para decisiones más precisas«, afirma Velten.

Un ejemplo de este sistema de sensores inteligentes que los investigadores están desarrollando actualmente está en el área de producción de células madre. »Queremos no solo verificar parámetros como temperatura y pH, como hasta ahora, y en caso necesario desechar toda una carga, sino caracterizar y monitorear las células madre en sí mediante sensores. Y hacerlo preferiblemente sin tener que extraerlas del biorreactor«, revela Velten. El equipo de investigación está trabajando en cómo lograr esto exactamente. Para incluir también a las empresas industriales en el desarrollo y poder investigar en conjunto en el lugar, el laboratorio móvil ofrece las mejores condiciones, así como para demostrar los avances a los interesados. Otro ejemplo de estos desarrollos son las células cardíacas en forma de parches, que ya han sido cultivadas en el IBMT y se utilizan en sistemas de prueba. En el futuro, los investigadores quieren cultivar estas células como modelos 3D en una placa de pocillos, donde, por ejemplo, 96 pequeños vasos puedan estar uno junto al otro. En estos, se realizarán estudios toxicológicos automatizados y en paralelo: ¿cómo cambia el ritmo cardíaco al administrar ciertas sustancias, como principios activos? Estas y otras tecnologías pueden ser desarrolladas, demostradas y utilizadas en las empresas asociadas en el laboratorio móvil.