Bioimplantate für Knochendefekte herstellen: THWS ist Teil des EU-Projekts „BioFACTORy“

Die Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) ist Teil des neuen EU-geförderten Forschungsprojekts „BioFACTORy“, das kürzlich offiziell gestartet ist. Ziel des Projekts ist es, eine vollautomatisierte, durch künstliche Intelligenz (KI) gestützte Plattform für die Herstellung von Zell- und Gewebekonstrukt-Bioimplantaten zu entwickeln. Diese Bioimplantate sollen künftig Patientinnen und Patienten mit Knochendefekten im Kiefer- und Gesichtsbereich helfen.

Menschen, die durch Krebs, Infektionen oder Unfälle Knochengewebe im Kiefer- oder Gesichtsbereich verloren haben, könnten künftig von regenerativen Therapien auf Basis körpereigener Stammzellen profitieren. Bislang ist die Herstellung dieser sogenannten mesenchymalen Stamm- bzw. Stromazellen (MSC) jedoch sehr aufwendig, größtenteils manuell und kostet pro Patient über 30.000 Euro – eine breite klinische Anwendung ist damit kaum möglich.

Genau hier setzt BioFACTORy an: Über die kommenden vier Jahre entwickelt ein europäisches Konsortium eine automatisierte Plattform, die „BioFACTORy Suite“, die den gesamten Herstellungsprozess abdeckt – von der Zellvermehrung über die Qualitätskontrolle bis zum fertigen Bioimplantat. Ein zentrales Element ist der sogenannte „AI Biologist“: ein digitales Assistenzsystem, das auf Basis von Echtzeit-Prozessdaten autonome Entscheidungen trifft und so die Produktion standardisierter, skalierbarer und damit günstiger machen soll.

Das Projekt läuft über vier Jahre, wird mit mehr als 8,1 Millionen Euro im Rahmen des Horizon-Europe-Programms der EU gefördert und bringt 14 Partner aus neun europäischen Ländern zusammen, koordiniert von der Universität Bergen (Norwegen), wo auch das offizielle Kick-off-Treffen stattfand. Neben der Vorstellung der einzelnen Arbeitspakete diente das Treffen vor allem dem gegenseitigen Austausch über Anforderungen rund um Automatisierung, Stammzellkultur und Analytik sowie der Diskussion erster Lösungsvorschläge.

Innerhalb des Konsortiums übernimmt die THWS eine Schlüsselrolle als Partnerin für Dateninfrastruktur und Datengrundlage bei der Entwicklung des „AI Biologist“ – dem digitalen Assistenzsystem, das die Qualitätskontrolle bei der Stammzellherstellung automatisiert. Umgesetzt wird dieses Vorhaben an der THWS gemeinsam durch Mitarbeitende des Technologietransferzentrums Bad Kissingen (TTZ-KG) und des Instituts für Medizintechnik (IMES) in Schweinfurt.

Konkret sammelt und annotiert die THWS gemeinsam mit der Universität Bergen biologische Bild- und Sensordaten, die als Trainingsgrundlage für die vom King’s College London entwickelten KI-Modelle dienen. Bei der Datenannotation arbeitet sie zudem eng mit der Politechnika Slaska (Polen) zusammen. Darüber hinaus verbindet die THWS gemeinsam mit dem Fraunhofer ISC die automatisierte Produktionsanlage mit der KIInfrastruktur, sodass Sensordaten und Roboterprozesse in Echtzeit für die künstliche Intelligenz nutzbar gemacht werden. So schaffen TTZ-KG und IMES gemeinsam die technologische Brücke zwischen Labor und künstlicher Intelligenz, die den „AI Biologist“ erst praxistauglich macht.

Die Bedeutung der Zusammenarbeit für den Forschungsstandort Mainfranken betont TTZ-Leiterin Professorin Dr. Lisa Kiesewetter: „Es freut uns sehr, mit einem starken Team aus zwei Instituten der THWS einen entscheidenden Beitrag zu diesem europäischen Spitzenprojekt zu leisten und Mainfranken damit auf der europäischen Forschungslandkarte sichtbar zu machen.“ +++