Untergebracht in derAdvanced Regenerative Manufacturing Institute (ARMI) mit Sitz in Manchester, New Hampshire, ist die BioFabUSA Gießerei für menschliches Gewebe automatisiert durch die Rockwell Automation. Contrôles Essais Mesures war von dem Besuch...
Wie schafft man eine neue Branche? Es gibt nur wenige Menschen, deren Namen für eine solche Disruption stehen. Elon Musk, Mark Zuckerberg, Steve Jobs und Bill Gates kommen einem zwar sofort in den Sinn, doch Dean Kamen, Gründer von FIRST Robotics und der Unternehmen Segway und Deka Research and Development, ist ein ebenso wichtiger Akteur des Wandels.
" Ich habe Präsident Barack Obama darauf hingewiesen, dass es einen erheblichen Unterschied zwischen wissenschaftlicher Forschung und der Industrie gibt ", erklärte er bei einem Besuch der BioFabUSA, deren Gründung er in Manchester, New Hampshire, initiiert hatte. " Wir verfügen nicht einmal über die nötigen Mittel, um unsere wissenschaftlichen Entdeckungen aus diesen Labors in den industriellen Maßstab zu überführen ", erklärte er dem ehemaligen Präsidenten der Vereinigten Staaten.
L'Advanced Regenerative Manufacturing Institute (ARMI), eine von ihren Mitgliedern verwaltete gemeinnützige Organisation, die dem Bundesgesetz 501(c)(3) unterliegt, hat BioFabUSA gegründet, eines von 16 Instituten des Netzwerks Manufacturing USA, das aus einer Bundesinitiative unter der Obama-Regierung hervorgegangen ist. BioFabUSA integriert Zell- und Gewebekulturen mit Fortschritten in der Biofabrikation, Automatisierung, Robotik und analytischen Technologien, um revolutionäre Werkzeuge und skalierbare Herstellungsprozesse zu schaffen, die den Anforderungen der FDA, der US-Behörde für Lebensmittel und Medikamente, entsprechen.
" Als wir ARMI gründeten, sagte ich, dass der Anstieg der an diesem Projekt beteiligten Mitglieder beispiellos sein würde. Innerhalb weniger Jahre haben wir die Marke von 100 Mitgliedern überschritten. Um eine Industrie von A bis Z zu entwickeln, werden wir Standards brauchen. Wir werden Systeme brauchen. Wir müssen diese Fundamente schaffen. Wir brauchen massive Infrastrukturen, um große Produktionsmengen zu erreichen. ", erklärt Dean Kamen.
Mit 67 Angestellten sowie externen Mitarbeitern, die über 200 Mitgliedsunternehmen vertreten, ist BioFabUSA seit seiner Gründung im Jahr 2017 schnell gewachsen. ARMI startete mit einem Zuschuss in Höhe von 80 Millionen US-Dollar, der vom US-Verteidigungsministerium und einigen Mitgliedsunternehmen aufgebracht wurde. Dean Kamens Vision ist es, die Möglichkeit, menschliches Gewebe für die Herstellung von Organen zu züchten, nicht nur zu beschleunigen, sondern auch zu automatisieren und für jedermann zugänglich zu machen, z. B. durch Maschinen, die kompakt genug sind, um in der Praxis eines Arztes aufgestellt zu werden.
"Ich habe dem Verteidigungsministerium mitgeteilt, dass ich über Maschinenbauingenieure, Systemingenieure und Kontrollingenieure verfüge, aber über keine Ärzte. Außerdem wissen wir zwar nicht viel über Biosynthese, aber wir kennen uns mit den technischen Aspekten der regenerativen Medizin aus, erinnert sich Dean Kamen.
Der Chef von BioFabUSA hat damit begonnen, Führungskräfte zu rekrutieren, um das Institut in neue Bahnen zu lenken: " Zuerst rief ich John Abele, Mitbegründer und Geschäftsführer von Boston Scientific, an, dann Martine Rothblatt, CEO von United Therapeutics und Gründerin von Sirius Satellite Radio. Die dritte Person, die ich kontaktierte, hieß Blake Moret, CEO von Rockwell Automation. Wir kannten uns von FIRST Robotics".. Dr. Jim Weinstein, Senior Vice President von Microsoft Healthcare und ehemaliger CEO von Dartmouth-Hitchcock, ist die vierte Person, die dem Vorstand von BioFabUSA beigetreten ist.
Automatisierung spielt eine wichtige Rolle
Zu den zu ARMI/BioFabUSA entsandten Personen gehören Mitarbeiter von Rockwell Automation, darunter Wayne Charest, Spezialist für die Automatisierung der Biofabrikation, und John Hatzis, industrieller technischer Berater, Life Sciences, weltweit. " Wir waren unter den ersten, die 2017 ARMI beigetreten sind. ", sagte Wayne Charest. " Im ersten Jahr war ARMI ein Fertigungsinstitut, dessen Mitarbeiter aus den Mitgliedsunternehmen stammten. Zu Beginn verbrachten wir viel Zeit damit, ihnen Automatisierung beizubringen. Wir haben sogar ein Programm namens Automation für Anfänger erstellt! "
Nach dem ersten Jahr war Wayne Charest an der Einrichtung der Stoffgießerei beteiligt, der ersten automatisierten Produktionslinie für Stoffe. Rockwell Automation stellt die Automatisierungstechnologie zur Verfügung. " Danach beschlossen wir, ein Experience Center zu bauen. Ohne John Hatzis hätten wir diese Projekte in den ersten fünf Jahren nie realisieren können. "
John Hatzis arbeitet mit einem breiten Spektrum von Biotechnologieunternehmen zusammen. " Wir erleben in New Hampshire wahrhaftig die Geburt einer Industrie ", erklärt er. " Es ist eine tolle Erfahrung, beim Aufbau dieser Stofffabriken mitzuwirken. "
Die Technologie von Rockwell Automation wurde zu einem wesentlichen Bestandteil des skalierbaren, modularen, automatisierten und geschlossenen Systems (SMAC), das unter der Leitung von Tom Bollenbach, dem technischen Leiter von ARMI/BioFabUSA, Gestalt annahm.
Unter Biofabrikation versteht man die industrielle Herstellung von biologischen Geweben, die in unzähligen therapeutischen Anwendungen eingesetzt werden können, z. B. zur Behandlung von Verbrennungen oder Gefäßverletzungen, im toxikologischen Screening zur Prüfung der Sicherheit von Arzneimitteln in der Entwicklung oder zur Entwicklung von Therapien zur Heilung von Krankheiten wie Nierenversagen und Diabetes.
Zellen zu generieren ist ein relativ einfacher Vorgang im Vergleich zu so komplexen Techniken wie der Regeneration von dreidimensionalen Organen wie Nieren, Leber, Herz oder Lunge, an denen die ARMI-Mitgliedsunternehmen derzeit arbeiten", erklärt Tom Bollenbach. " Wie man die Qualität von lebendem Gewebe kontrolliert ? ". Die größte Herausforderung besteht darin, wie man den Treibstoff - z. B. Nährstoffe und Sauerstoff - zu den inneren Zellen transportiert und wie man anschließend die Abfallprodukte entsorgt.
Daten sind ein Schlüsselelement, um Korrelationen zu finden, mit denen sich das Verhalten der Zellen vorhersagen lässt, die zur Erreichung dieser Art von Zielen erforderlich sind. Die digitale Technologie treibt die Entwicklung weiter voran. " Vor fünfzig Jahren zweifelten viele Menschen an der Nützlichkeit eines Computers ", erklärt Dean Kamen. " Wir haben die Welt auf eine Weise digitalisiert, die im Zeitalter der Transistoren niemand hätte vorhersehen können. "
Für Dean Kamen sind die potenziellen Auswirkungen der Demokratisierung der Organregeneration vergleichbar mit der Art und Weise, wie die drahtlose Kommunikation unser Leben verändert hat. " Es gibt 2 Milliarden Transistoren in einem Mobiltelefon und fast genauso viele Zellen in einer Bauchspeicheldrüse. Wie viel sind Sie bereit zu zahlen, um Ihrem Kind eine neue Bauchspeicheldrüse zu schenken? Die USA werden 21 % ihres BIP für die Gesundheit ausgeben, hauptsächlich für chronische Behandlungen. Wenn wir eine Industrie aufbauen, die es ermöglicht, Organe zu ersetzen, wird sie mehr Einfluss auf das Leben der Menschen haben als Mobiltelefone ", schloss Dean Kamen.
Wenn Sie mehr über Rockwell Automation und seine strategischen Entwicklungsschwerpunkte erfahren möchten, können Sie das Reportage aus der Novemberausgabe 2023 der Zeitschrift Contrôles Essais Mesures.