La microfluidica e i biochip sono stati particolarmente al centro dell'attenzione alla COMPAMED 2019

“Alla COMPAMED le aziende hanno mostrato la loro presenza per dimostrare la loro capacità innovativa e affermarsi in un mercato sempre più esigente come partner forte per l'industria della tecnologia medica,” afferma Wolfram Diener, amministratore delegato della fiera Düsseldorf. In parallelo stabile con la più grande fiera mondiale di medicina MEDICA, che ha raggiunto un record di 5.500 espositori, anche la COMPAMED di quest'anno, con quasi 800 espositori provenienti da 41 nazioni, ha registrato una nuova partecipazione di punta (durata: 18 – 21 novembre 2019). Le hall 8a e 8b completamente occupate del quartiere fieristico di Düsseldorf confermano ancora una volta la posizione di COMPAMED come piattaforma leader internazionale per i fornitori. Qui sono stati ancora una volta riflessi importanti trend della tecnologia medica e la loro rilevanza per le fasi di sviluppo e produzione a monte, sottolineando il ruolo dei fornitori come motori chiave del progresso medico.

Una chiara tendenza nel settore della tecnologia medica rimane la digitalizzazione, che è indispensabile soprattutto per i dispositivi medici portatili per diagnosi, terapia e per le apparecchiature di laboratorio. “Le microtecnologie sono la chiave per la digitalizzazione della tecnologia medica,” sottolinea il Dr. Thomas Dietrich, amministratore delegato del IVAM, associazione specializzata in microtecnologia. “Senza componenti miniaturizzati e processi che consentono una produzione ultra precisa, dispositivi portatili e connessi non sarebbero possibili,” afferma Dietrich. Per questo motivo, la domanda di miniaturizzazione dei componenti medici continua a crescere rapidamente. Per questo, la maggior parte dei 55 espositori presenti nello stand collettivo più grande di COMPAMED, il marketplace IVAM >Hightech for Medical Devices<, è attiva in questo settore. I focus del mercato dei prodotti sono microfluidica, sensori, microelettronica e tecnologie ottiche. Proprio la microfluidica genera nuove interessanti possibilità di applicazione.

Una rivoluzione nella coltura cellulare

Non meno di una rivoluzione nella coltura cellulare promette Micronit, membro di IVAM, attraverso nuovi sistemi ibridi: sotto il nome di “Organ-on-a-Chip” si sviluppa un campo multidisciplinare in cui biologia cellulare umana e microfluidica vengono integrati in un’architettura lab-on-a-chip. I dispositivi Organ-on-a-Chip sono costituiti da una piattaforma microfluidica con cui gli utenti possono personalizzare un sistema altamente biometrico in un ambiente artificiale. I chip di coltura cellulare simulano la reazione fisiologica degli organi. Queste applicazioni sono tra le aree di ricerca in più rapida crescita nell’ambito delle scienze della vita e dell’industria farmaceutica. Dispositivi corrispondenti di Micronit sono già in uso in diversi laboratori di ricerca in tutto il mondo e dimostrano la loro idoneità per la creazione di modelli artificiali nel campo, tra cui intestino e polmone. “Sistemi corrispondenti sono spesso costruiti con materiali diversi come vetro, silicio e polimeri, e tali ibridi fanno parte della nostra competenza principale,” spiega Remy Wiertz, Key-Account-Manager di Micronit.

Biochip al posto di test sugli animali

I sistemi Organ-on-a-Chip possono essere utilizzati anche per lo studio di principi attivi di farmaci. Per motivi etici, economici e scientifici, si sta sempre più evitando l’uso di test sugli animali. Ciò è reso possibile dall’uso crescente di biochip, che sono colonizzati con cellule umane di vari organi e alimentati attraverso piccoli canali con nutrienti. In questo modo si possono simulare il circolo sanguigno e le funzioni metaboliche. Le osservazioni dopo l’aggiunta di principi attivi di farmaci, cosmetici o sostanze chimiche consentono di trarre conclusioni sulle reazioni e sui processi nel corpo umano. La condizione per l’alimentazione continua delle cellule con un mezzo nutritivo liquido sono sistemi di dosaggio di alta precisione basati sulla microtecnologia, poiché anche piccole variazioni influenzano i risultati dei test. Sistemi corrispondenti sono prodotti da HNP Mikrosysteme sotto il nome di `LiquiDoS`. Il cuore di questi sistemi è una micropompa a ingranaggi, ideale per il riempimento di biochip. “Con la nostra pompa è possibile realizzare volumi di 1,5 microlitri al minuto fino a 72 millilitri al minuto, e dosaggi a partire da 0,25 microlitri in modo delicato,” riferisce la Dr.ssa Dorothee M. Runge, responsabile delle vendite tecniche per le scienze della vita presso HNP.

Strumenti per la separazione delle cellule

La diagnosi di cancro, anche dopo decenni di sforzi di ricerca, non ha perso il suo impatto spaventoso. In molti casi, sono ancora disponibili solo terapie relativamente non specifiche e aggressive. Tuttavia, la scienza sa oggi che ogni tumore richiede un trattamento completamente personalizzato. Un passo importante in questa direzione è la possibilità di esaminare singolarmente le cellule di un tumore in dettaglio. Per farlo, i medici hanno bisogno di strumenti per separare un gran numero di cellule, cioè per mettere a disposizione le cellule singolarmente per ulteriori analisi. All’Istituto Fraunhofer per la microtecnologia e i micro sistemi (IMM) si lavora intensamente allo sviluppo di metodi automatizzati per l’isolamento e la rilevazione delle cellule. Si sfrutta il fatto che alcuni oggetti di alcune decine di micrometri di grandezza, come le cellule, possono essere influenzati da flussi microfluidici (flussi di quantità di liquido molto piccole attraverso canali molto stretti, di alcune decine a cento micrometri). Sulla base di questa tecnologia, è stato sviluppato un sistema di microdispensing che riconosce in modo completamente automatizzato singole cellule da un insieme di molte e le trasferisce singolarmente in provette di piastre microtitolate per ulteriori analisi. Le cellule vengono prima colorate con un colorante fluorescente, trasportate attraverso una zona di rilevamento in un flusso microfluidico, illuminate con un laser e rilevate visivamente grazie alla fluorescenza prodotta. Quando viene rilevata una cellula, questa viene isolata tramite una pressione mirata. “Il nostro sistema completamente automatico CTCelect per le cellule tumorali circolanti sarà presto pronto per la ricerca,” promette la Dr.ssa Sabine Alebrand, responsabile del progetto presso l’IMM.

Diagnostica molecolare per cellule, proteine e DNA

Nuove possibilità nel settore della scienza della vita vengono offerte anche dalla piattaforma tecnologica SYONIS di Jenoptik. “A seconda della configurazione, il nostro sistema modulare può rilevare cellule, proteine o DNA,” spiega la Dr.ssa Ute Hofmann, Product Manager Biophotonics di Jenoptik. È possibile un’integrazione semplice in strumenti esistenti o in nuove sviluppi grazie alla combinazione di moduli ottici, optomeccanici ed elettronici parzialmente standardizzati, con software potente per l’elaborazione delle immagini e il controllo. Jenoptik funge da integratore di sistemi e adatta rapidamente e a costi contenuti le sue tecniche di imaging alle esigenze dei clienti. In questo modo, si può aumentare significativamente la produttività nei laboratori scientifici e clinici. Oltre all’imaging di cellule vive, SYONIS supporta anche la citometria a flusso e la diagnostica molecolare. “Con SYONIS concentriamo la nostra lunga esperienza nell’elaborazione digitale delle immagini sul mercato in forte crescita della biophotonica,” afferma il Dr. Stefan Traeger, presidente di Jenoptik.

Farmacia e medicina: grandi mercati per imballaggi

Un assaggio della prossima primavera è stato offerto da COMPAMED 2019 nel settore degli imballaggi medici. Per la fiera mondiale che si svolge ogni tre anni, interpack a Düsseldorf (7 – 13 maggio), circa un terzo dei circa 3.000 espositori presenterà soluzioni per applicazioni nel settore farmaceutico. Alla COMPAMED partecipano ogni anno attori di rilievo. Tra questi, MULTIVAC, che, secondo quanto dichiarato, dispone del portafoglio più ampio di soluzioni di imballaggio sul mercato. L’azienda ha presentato la sua competenza completa in automazione e applicazioni per l’imballaggio di prodotti medici in piccoli e medi lotti. Le soluzioni efficienti sono adatte per l’imballaggio di una vasta gamma di prodotti in diversi formati di confezionamento. Un punto forte della mostra è stato rappresentato da una linea di imballaggio per prodotti sterili medici, dotata di un sistema di alimentazione automatica per il caricamento di siringhe di vetro o plastica pre-riempite. Il cuore della linea è la macchina di imballaggio a vuoto configurabile R 245. “Con questa soluzione, riusciamo tra l’altro a imballare 300 siringhe al minuto,” afferma Verena Vetter, Product Manager della divisione Medical & Pharmaceutical di MULTIVAC.

Per il mercato in crescita di cerotti intelligenti dotati di sensori e tecnologie wireless, Harro Höfliger ha trattato soluzioni di produzione e imballaggio. “Per la loro produzione e confezionamento, combiniamo diversi processi e tecnologie. Oltre a vari sistemi di dosaggio, si utilizza sempre più la microfluidica,” sottolinea Dieter Haberzettl, responsabile del Business Unit Diagnostics di Höfliger. La produzione di cerotti funzionali avviene su macchine di lavorazione a bobina mediante laminazione di materiali web speciali, che contengono il chip sensore elettronico e la sua periferia. Successivamente, i cerotti vengono tagliati o stampati nella misura desiderata dal materiale a bobina.

“Durevoli” componenti e azionamenti di COMPAMED

Altri “durevoli” temi di COMPAMED sono componenti e azionamenti. MeKo Laser Materialbearbeitung, ad esempio, produce da oltre 25 anni componenti con tolleranze strette e superfici perfette. Nuovi nel programma sono materiali riassorbibili, che si degradano completamente nel corpo umano. “In questo modo, abbiamo un’alternativa ai materiali tradizionali come acciaio e nichel-titanio per gli stent,” spiega Tim Fries, product manager e consulente clienti di MeKo.

Nanotec Electronic è tra i principali produttori di motori e controlli per soluzioni di azionamento di alta qualità; il suo ampio portafoglio di prodotti si rivolge anche all’automazione di laboratorio e alla tecnologia medica: “Per noi, questa è la più grande area di applicazione, anche prima della meccanica di precisione,” conferma Harald Bär, Sales Engineer di Nanotec. Il portafoglio va da piccoli motori per la dosatura di microquantità, che funzionano con una rotazione fino a 5 giri al minuto, a pompe per dialisi che devono garantire un’elevata uniformità, fino a motori ad alta velocità con fino a 30.000 giri al minuto.

Dosaggio di precisione e rivestimenti antimicrobici

Le tecnologie di dosaggio e i rivestimenti sono sempre temi importanti a COMPAMED. La ditta Vieweg Spezialdosiersysteme ha presentato un nuovo sistema di dosaggio micro e una valvola di microdosaggio sviluppata di recente per il dosaggio senza contatto o a fascio di mezzi liquidi. È possibile gestire quantità di liquido molto piccole e precise (a partire da cinque nanolitri per colpo). La principale applicazione è la produzione di tecnologia medica, in cui sono necessari minimi quantitativi di liquidi, ad esempio di diversi adesivi, solventi o siliconi.

LEONI Special Cables si dedica invece alla tutela dell’igiene, sviluppando cavi e sistemi antimicrobici per la tecnologia medica, ad esempio per dispositivi corporei come ECG, endoscopi e ultrasuoni. I prodotti corrispondenti hanno una superficie in plastica microbica, efficace contro batteri gram-positivi e gram-negativi (inclusi agenti multiresistenti come MRSA, VRE e ESBL) e contro virus e funghi. Già con una piccola aggiunta di ossido metallico nel materiale del rivestimento si ottiene una significativa riduzione dei microrganismi superiore al 99,99% sulla superficie. Anche durante l’uso normale (con sudore e proteine), l’effetto antimicrobico rimane attivo per tempi e concentrazioni diversi, differenziandosi così dalle tecniche di argento e rame tradizionali.

La COMPAMED 2019 e la contemporanea MEDICA 2019 hanno totalizzato complessivamente 121.000 visitatori specializzati. Due terzi di essi provenivano dall’estero (da circa 170 nazioni).