Kevin Viebrock
Entwicklung einer automatisierten Mikrobioreaktorplattform für die biopharmazeutische Forschung
ibvt-Schriftenreihe (Krull, R. (Hrsg.)), Vol. 88
Cuvillier-Verlag, Göttingen 2025
ISBN 978-3-68952-301-5
eISBN 978-3-68952-697-9
ORCID 0000-0003-3315-1983
DOI 10.61061/ISBN_9783689523015
Durch den übermäßigen Einsatz von Antibiotika wird die zunehmende Zahl multiresistenter pathogener Bakterien zu einer immer größeren Gefahr für die globale Gesundheit. Einen vielversprechenden Therapieansatz verspricht dabei die sogenannte Phagentherapie, bei der Bakteriophagen zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt werden. Bei Phagen handelt es sich um hochspezifische Viren, die meist nur einen speziellen bakteriellen Stamm infizieren und abtöten können. Aufgrund ihrer hohen Spezifität ist vor Durchführung einer Phagentherapie ein sogenanntes Phagogramm notwendig., bei dem nach passenden Phagen gescreent wird. Die Durchführung dieser Phagogramme ist heutzutage meist sehr zeit- und kostenintensiv.
Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit eine neue, parallelisierte und automatisierte Mikrobioreaktorplattform vorgestellt, die durch ihre phagenabweisende hydrophile Glasoberfläche und das geringe Prozessvolumen von lediglich 7 µL optimal für die Durchführung von effizienten Phagogrammen geeignet ist. Der sogenannte Kapillarwellen-Mikrobioreaktor (cwMBR) besteht im Wesentlichen aus einem Glaschip mit einer Kavität, in der Kultivierungen durchgeführt werden können. Das Kultivierungsmedium kann dabei mittels vertikaler Oszillation aktiv durchmischt werden. Über optische Sensoren am Boden des cwMBR kann der Prozess vollständig analysiert und charakterisiert werden. Das offene Design des Glaschips ermöglicht die automatisierte Zugabe von Flüssigkeiten wie Phagensuspensionen, sodass biologische Assays mit minimalem Aufwand durchgeführt werden können. Neben Phagogrammen mit Escherichia coli und verschiedenen Modellphagen konnten auch Viabilitätsassays mit tierischen Zellkulturen in der automatisierten und parallelisierten cwMBR-Plattform durchgeführt werden.