Automatisierung von Organs-on-a-Chip für die Medikamentenentwicklung

Geautomatiseerde productie van Organs-on-a-Chip: In samenwerking met experts van de TU Darmstadt heeft Festo een oplossing ontwikkeld die de geautomatiseerde productie van Organs-on-a-Chip demonstreert. © Festo SE & Co. KG

Bioprinter voor Organs-on-a-Chip: De bioprinter drukt levende cellen, ingebed in hydrogel, rechtstreeks op de microfluidische chip in kleine druppels.

Microfluidica-chip: De microfluidica-chip: een door diffusiebinding verbonden manifoed met precieze kanaalstructuren.

SupraMotion Transportsystem: contactloos transporteren met SupraMotion: Elektrische assen onder het vloeroppervlak bewegen de cryostaat en de daarboven zwevende magnetische drager van station naar station.

De ontwikkeling van medicijnen is langdurig, complex en kostbaar. Benaderingen uit het Organ-on-a-Chip-onderzoek beloven de tijd tot goedkeuring van nieuwe werkzame stoffen te verkorten. Samen met experts van de TU Darmstadt heeft Festo een expositie ontwikkeld die de geautomatiseerde productie van dergelijke mini-organen demonstreert: Een bioprinter brengt menselijk cellenmateriaal aan op een microfluidic-chip, waarop vervolgens organen-achtig weefsel groeit. Voor het eerst combineert Festo hierbij twee toekomsttechnologieën: SupraMotion en Diffusion Bonded Manifolds.

De ontwikkeling van medicijnen duurt lang en is zeer kostbaar: Een kandidaat-werkzame stof doorloopt eerst meerdere preklinische studies op celculturen of dieren. In de laatste fase voor goedkeuring volgen klinische studies bij mensen. In deze fase worden gemiddeld vijf kandidaat-werkzame stoffen getest per medicijn, waarvan uiteindelijk vier falen – zogenaamde Late Fails. De reden: Vaak kunnen de resultaten van de preklinische studies niet goed worden overgedragen op het menselijke organisme.

Veel betere resultaten worden bereikt met zogenaamde Organs-on-a-Chip uit de biodrukker, waarmee de werkzaamheid en bijwerkingen al in de preklinische fase nauwkeuriger kunnen worden getest. Ongepaste kandidaten worden zo in een veel vroeger stadium uitgesloten, wat tijd en geld bespaart. Organ-on-a-Chip (OoC) verwijst naar microfabricage-processen waarmee miniatuurmodellen van organen zoals hart, long of darm worden gemaakt. Op vooraf vervaardigde polymeren of kunststofdragers worden cellen zodanig gerangschikt en gekweekt dat ze organen-achtig weefsel vormen.

Precieze vloeistofregeling voor weefselkweek

Festo toont samen met experts van de TU Darmstadt hoe het verwerkingsproces van biodrukken kan worden geautomatiseerd – inclusief een oplossing voor contactloze transport van de microfluidic-chips, die uitgerust zijn met Bonded-Manifold-technologie. Bonded Manifolds zijn meerlagige kunststof verdeelplaten die met hun fijn gestructureerde microkanalen een exacte dosering en hantering van vloeistoffen mogelijk maken.

SupraMotion: contactloos werken in het laboratorium van de toekomst

Het transport door de verschillende stappen in het productieproces gebeurt met de unieke supraleitertechnologie van Festo. Hiermee kunnen objecten contactloos worden getransporteerd op een magnetisch zweefsysteem. Het kinematische systeem blijft daarbij buiten de cleanroom en brengt geen deeltjes mee. De schoon gehouden oppervlakken zijn gemakkelijk te reinigen. De innovatieve technologie kan worden gecombineerd met automatiseringsoplossingen voor de life sciences-sector tot een procesveilige totaaloplossing die voldoet aan de hoogste eisen op het gebied van reiniging en netheid.

Diffusion Bonded Manifolds van Festo: genomineerd voor de Hermes Award 2026

Festo is met de Diffusion Bonded Manifolds een van de drie genomineerden voor de Hermes Award 2026. De Hermes Award behoort tot de meest prestigieuze industriële prijzen wereldwijd en wordt uitgereikt tijdens de Hannover Messe voor een baanbrekende innovatie – producten en oplossingen met een bijzonder hoog technologisch innovatieniveau.

Festo als automatiseringspartner voor life sciences

Met flexibele automatiseringsoplossingen ondersteunt Festo de vertaling van innovatieve therapieën naar de klinische praktijk en maakt het state-of-the-art biotechnologie beschikbaar waar deze nodig is. Met behulp van het productportfolio uit pneumatiek, elektrische technologie, software en kunstmatige intelligentie realiseert Festo samen met de klant de perfecte Seamless-Automation-oplossing.