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Self-learning modular manufacturing platform for flexible, patient-specific cell production

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Un système de culture cellulaire spécifique au patient

La médecine personnalisée par la production cellulaire spécifique au patient à une échelle industrielle pourrait révolutionner les soins de santé et améliorer les résultats des patients en garantissant une réjection minimale des produits cellulaires. Malheureusement, les processus de production cellulaire actuels sont manuels ou semi-automatique en laboratoire et sont sujets à l'erreur humaine, affectant par là la précision, la reproductivité, la qualité et l'efficacité.

Santé

Le projet MANUCYTE («Self-learning modular manufacturing platform for flexible, patient-specific cell production»), financé par l'UE, a travaillé au développement d'une plate-forme automatisée modulaire de culture cellulaire spécifique au patient à l'échelle industrielle. La plateforme envisagée serait constituée de composants comme des bioréacteurs pour la culture cellulaire, des modules d'extension (plug-in) de surveillance optique pour la reconnaissance de l'état cellulaire, des modules d'extension d'incubation, des systèmes de gestion et un lieu de travail hybride. Plusieurs conceptions détaillées et des prototypes de composants de plateforme ont été développés avec succès en utilisant un concept de modules d'extension modulaires pour un accroissement d'échelle. Les membres de MANUCYTE ont réussi à développer les composants individuels du système. Par exemple, les prototypes de bioréacteurs ont été intégrés avec succès à des technologies de capteurs pour une surveillance automatique de paramètres sélectionnés. Une réalisation considérable a été la validation de concept pour un prototype de système de bioréacteurs stérilisé et dépourvu de toute contamination croisée. Un site de travail mixte a aussi été conçu pour fournir une interface homme-machine en utilisant un robot d'assistance pour la production de certains types de cellules. Pour les processus de biologie cellulaire, un système d'exécution de fabrication (MES) a été intégré à des informations de laboratoire et un système de gestion. Pour optimiser la culture cellulaire et déterminer l'état cellulaire, un modèle de comportement cellulaire a été développé pour évaluer les effets des paramètres de procédure basés sur des mesures MES. MANCUYTE a posé les travaux préparatoires pour le développement d'une plateforme de production cellulaire automatique. Cette dernière pourrait avoir des applications en médecine personnalisée et dans la production de cellules différenciées pour le traitement du cancer et des maladies cardiovasculaires et les greffes. La plateforme complète MANUCYTE n'a pas été complétée et testée au cours du projet. Les problèmes avec des composants comme une pince de préhension et les retards dans le développement d'un système de manipulation de fluides a empêché l'intégration et le test du système complet. Cependant, les composants développés au cours du projet se sont avérés utiles pour d'autres applications commerciales et ont été intégrés dans leur portefeuille de produits. C'est notamment le cas d'un mini distributeur volumétrique numérique  de colle, d'un cadre modulaire pour les processus d'impression 3D et d'un système de surveillance optique automatisée pour les secteurs des semi-conducteurs et du photovoltaïque.

Mots‑clés

Production cellulaire, plateforme, médecine personnalisée, bioréacteur, surveillance automatique, culture cellulaire, contamination croisée

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