Fragen Sie jeden Wissenschaftler, der in einem Labor mit Zellkulturen gearbeitet hat: Kontamination steht ganz oben auf seiner Angstliste. Schon ein verirrtes Bakterium oder eine verirrte Pilzspore kann ein ganzes Experiment zunichtemachen.
Stellen Sie sich nun vor, dieses Risiko auf die Bioproduktion auszuweiten, bei der lebende Zellen zur Herstellung einer Reihe von Produkten verwendet werden, darunter Medikamente, Lebensmittelzutaten und Industriematerialien. Dort beeinträchtigt die Kontamination nicht nur die Produktivität, sondern birgt auch das Potenzial, der Öffentlichkeit zu schaden, wenn beispielsweise schlechte Keime in Arzneimittel gelangen.
Da Unternehmen kein Risiko eingehen wollen, verfolgen sie bei der Bekämpfung von Schadstoffen den Ansatz der verbrannten Erde, indem sie ihre Geräte mit brennend heißem Dampf bestrahlen. Aber es ist eine kostspielige Taktik: Die Herstellung von Dampf erfordert viel Energie und die Ausrüstung muss gegen die hohen Temperaturen und Drücke gehärtet werden, die während der Sterilisation auftreten.
„Dies war ein von Pfizer in den 40er Jahren entwickelter Ansatz zur Herstellung von Penicillin“, sagte Brian Heligman, Mitbegründer und CEO von Biosphäresagte Tech. „Und wenn man sich die Originalsysteme anschaut, sehen sie irgendwie genauso aus wie heute.“
Dampf ist nicht die einzige Möglichkeit, Geräte zu sterilisieren. Eine andere besteht darin, Zellen in Einwegreaktoren zu züchten, was verschwenderisch ist. Ultraviolettes (UV) Licht ist eine andere Möglichkeit. Doch bis vor Kurzem war es teuer, ausreichend UV-C-Licht zu erzeugen, das für die Dekontamination benötigt wird. Jetzt sind sie, auch dank COVID, viel günstiger.
„Während der Covid-Ära gab es einen großen Kapitalzufluss in die Herstellung von UV-C-LEDs“, sagte Heligman. „Sie werden im nächsten Jahrzehnt wahrscheinlich um Größenordnungen billiger werden.“
Heligman und seine Kollegen von Biosphere haben die letzten zwei Jahre damit verbracht, einen Drei-Liter-Tischbioreaktor aus Glas zu entwickeln, der vollständig durch UV-Licht sterilisiert werden kann. Im Inneren des Reaktors beleuchten vier helle LEDs jeden Teil der Kammer und ihre Instrumente. Das Startup testet derzeit acht davon im Rahmen eines 1,5-Millionen-Dollar-Projekts des Verteidigungsministeriums Projekt Erforschung von Möglichkeiten zur Nutzung der Bioproduktion zur Herstellung von Hochleistungsölen.
Der Einsatz von LEDs hat das Potenzial, die Kosten der Bioproduktion zu senken, sodass solche Prozesse die Herstellung von Materialien ermöglichen, die früher zu teuer gewesen wären.
„Wenn Sie beginnen, die Komplexität dieser Systeme zu vereinfachen, glauben wir, dass wir eine transformativ niedrigere Ebene erreichen können“, sagte Heligman.
„Man kann sich das wie eine Elektrifizierung des Bioreaktors vorstellen“, sagte er und fügte hinzu, dass der Austausch teurer Edelstahlventile, Fallen und anderer Geräte durch LEDs und ein Kabel dazu beitragen dürfte, die Kosten erheblich zu senken. Da die Gefäße außerdem keinen hohen Temperaturen und Drücken standhalten müssen, könnten sie für bestimmte Anwendungen aus günstigeren Materialien wie Kunststoffen hergestellt werden.
Das Unternehmen arbeitet derzeit am Bau eines Pilot-Bioreaktors, der rund 100 Liter fassen kann und mit seiner Technologie sterilisiert werden kann. Danach sagte Heligman, er sei daran interessiert, Designs zu erforschen, die ein Fassungsvermögen von 40.000 bis 80.000 Litern bieten würden.
Biosphere hat unter der Leitung von Lowercarbon Capital und VXI Capital eine Startfinanzierung in Höhe von 8,8 Millionen US-Dollar aufgebracht, teilte das Unternehmen exklusiv gegenüber Tech mit. Zu den teilnehmenden Investoren gehören B37 Ventures, Caffeinated Capital, Founders Fund und GS Futures.