Vollautomatisiertes und KI-gesteuertes Zellanalysegerät – Praxisbeispiel 39

Realisierungskonzept

© LABMaiTE GmbH

Die Projektidee

Das im Jahr 2021 gegründete Freiburger Biotech-Unternehmen LABMaiTE GmbH beschäftigt sich mit der Integration des maschinellen Lernens in vollautomatisierte Lösungen für Labore und Forschungswerkzeuge. Zu diesem Themenfeld gehört auch das Vorhaben des Unternehmens, ein vollautomatisiertes
und KI-gesteuertes System zur Zellanalyse zu entwickeln. Zentraler Bestandteil der Entwicklung ist die Verknüpfung von Automatisierungen im Bereich biologischer Laborversuche mit einer Versuchsauswertung durch künstliche Intelligenz in einem Komplettsystem.

Mit der geplanten Entwicklung werden vor allem Anwendungen in den Bereichen Biotechnologie und Pharmatechnik adressiert. Dabei geht es insbesondere um Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, beispielsweise bei der Medikamentenherstellung oder in der Entwicklung von Zell- und Gentherapien.
Jonas Bermeitinger, Geschäftsführer LABMaiTE GmbH

Die Herangehensweise

Ziel der Beratung war eine Bewertung des Entwicklungsvorhabens vor dem Hintergrund von Markt, Wettbewerb, Stand der Technik und eigenen Kompetenzen und darauf aufbauend die Entwicklung eines Realisierungskonzeptes inklusive Finanzierungsplan. Um dieses Vorhaben umzusetzen, wandte sich die LABMaiTE GmbH an das autorisierte Beratungsunternehmen EurA AG. Im Rahmen des Beratungsprojekts wurde mit einer Marktanalyse begonnen, um zentrale Hürden, Problemstellungen, potenzielle Märkte und Zielgruppen sowie die allgemeine Wettbewerbssituation zu eruieren. Anschließend erfolgte eine detaillierte Technologiebewertung des Vorhabens. Darauf aufbauend wurde ein umfassendes Realisierungskonzept mit detaillierten und notwendigen Arbeitsschritten erstellt. Hier wurde ein zeitlicher Rahmen für die Entwicklungs- und Projektdauer festgelegt sowie einzelne Arbeitspakete definiert. Des Weiteren erfolgte eine Kompetenzevaluierung interner Ressourcen zur Umsetzung des Vorhabens. Abschließend wurde ein Finanzierungskonzept, basierend auf einer ausgiebigen Recherche und Abschätzung geeigneter Kreditfinanzierungen und Förderperspektiven, erstellt.

Der Lösungsansatz

Der hohe Ressourcenaufwand in Laboren ist in großem Maße auf die fehlende Reproduzierbarkeit von Versuchsaufbauten in der Forschung zurückzuführen. Vor allem beim Einsatz von lebenden Zellen zeigt sich die Schwierigkeit in der Kontrolle und Planung der Versuche, da das Verhalten von Zellen sehr individuell und oft schwer zu kontrollieren ist. Eine zentrale Herausforderung bei der Kultivierung von Zellkulturen liegt darin, die optimalen Wachstumsbedingungen zu schaffen. Dies ist gerade in medizinischen Bereichen wie der Krebstherapie problematisch. Die im Projekt geplante Entwicklung eines KI-gesteuerten, vollautomatisierten Systems für die effiziente und sichere in-vitro Kultivierung von Organismen – beispielsweise T-Zellen – kann hier zu einer Lösung führen: In dem System können die optimalen Wachstumsbedingungen gefunden, Versuche automatisiert durchgeführt, Zellkulturen überwacht, die Ergebnisse automatisiert analysiert und basierend darauf die Versuchsbedingungen angepasst und optimiert werden. Durch die Möglichkeit, ganze Versuchsreihen autonom ablaufen lassen zu können, erhöht sich die Qualität der Ergebnisse durch die gesteigerte Effizienz sowie Anzahl der insgesamt durchführbaren Versuche.

Als zeitlicher Rahmen wird von einer Entwicklungsdauer von 24 Monaten ausgegangen. Aufgrund der vorhandenen Kompetenzen und Personalressourcen und im Hinblick auf eine zügige Markteinführung erscheint dieser Zeitrahmen als realistisch und notwendig.
Andreas Schillerwein, Leitung Controlling EurA AG

Der Gutscheinvorteil

Durch die Nutzung der Innovationsgutscheine des BMWK und den damit geförderten Einsatz des Beratungsunternehmens EurA AG steht der LABMaiTE GmbH ein detaillierter Umsetzungsplan für die Realisierung ihrer Projektidee zur Verfügung. Für das Zellanalysegerät wurde bereits ein erster Prototyp in Form eines automatisierten Mikroskops erstellt. Im Anschluss an diese Entwicklung konnte eine weitergehende Förderung erfolgreich beantragt werden. Das Forschungsprojekt gehört zum BMBF-geförderten KMU-Innovativ Programm und unterstützt das Unternehmen bei den weiteren Entwicklungsmaßnahmen.