Bioprinting im Mikro- bis Meso-Maßstab
Neue Tinte druckt komplexe hochauflösende Biostrukturen
Neues Level im Bioprinting: Mit einer neuartigen Tinte wird das zweistufige 3D-Drucken von Organ-on-Chip-Geräten mit eingekapselten lebenden Zellen möglich und soll den Kampf gegen Krebs beschleunigen.
Die Einführung eines neuen biokompatiblen Hydrogelharzes markiert den Beginn einer neuen Ära im Bioprinting. Das neuartige Harz ermöglicht die 2-Photonen-Polymerisation (2PP) 3D-Drucktechnologie im Mikro- bis Meso-Maßstab mit höchster Auflösung. Die Reaktivität und einfache Verarbeitung des Materials ermöglichen die Herstellung komplexer und vielseitiger Designs für Organe oder Lab-on-a-Chip.
Die neuartige Bio-Tinte Hydrotech INX U200 wurde vom belgischen Materialspezialisten BIO Inx (Belgien) in Zusammenarbeit mit UpNano (Österreich), dem führenden Hersteller von 2PP 3D-Druckern, entwickelt. Als Ergebnis kann einem biogedruckten Konstrukt nun eine zusätzliche Ebene an Komplexität durch die intelligente Kombination mehrerer biokompatibler Materialien hinzugefügt werden. Die KOmbination des neu eingeführten Harz mit der zellkapselnden, gelatinebasierten Hydrogel-Bio-Tinte Hydrobio INX U200 ermöglicht vielseitige Krebs-on-a-Chip-Modelle. INX U200 ist die erste kommerziell erhältliche Bio-Tinte mit hoher Auflösung und Zellinteraktivität.
Die stetig wachsenden Möglichkeiten des Bioprintings werden durch kontinuierliche Fortschritte in der 3D-Bioprinting-Technologie gefördert. Dabei zeichnet sich die 2-Photonen-Polymerisation (2PP) 3D-Drucktechnologie aus, da sie den gesamten Bereich biologischer Dimensionen mit einer Drucktechnologie abdeckt: submikrometergenaue Auflösung in Kombination mit der Fähigkeit, Objekte im Zentimeterbereich (Makro-Maßstab) zu drucken.
Makrostrukturen mit mikrometergenauer Präzision
Das so geartete Material Hydrotech INX U200wurde gemäß ISO 10993-5 zertifiziert, was seine ausgezeichnete Biokompatibilität bestätigt. Jasper Van Hoorick, CEO von BIO Inx sagt: »In Kombination mit der Tatsache, dass das Material vollständig bioinert ist, machen seine robusten Eigenschaften Hydrotech INX U200 zur idealen Wahl für Organ-on-Chip-Anwendungen.«
Um jedoch das volle Potenzial der neuartigen Bio-Tinte nutzen zu können, wird ein hochmoderner 3D-Drucker mit hoher Auflösung benötigt. Hier bietet sich die NanoOne 2PP-Druckerserie von UpNano an, das schnellste Hochauflösungs-3D-Drucksystem auf dem Markt. Es basiert auf der Multiphotonenlithographie und vereint die Präzision von 2PP mit einer unübertroffenen Durchsatzrate von bis zu 450 mm³ pro Stunde. Darüber hinaus ist die NanoOne Bio speziell für den Druck mit lebenden Zellen und unter sterilen Bedingungen angepasst - ideal für die anspruchsvolle Herstellung komplexer 3D-Gerüste für Zellkulturen unter Einbettung lebender Zellen in einer einfachen Konfiguration.
Lab-on-Chip-Geräte einfach fertigen
»Die Kombination dieser Schritte kann problemlos erfolgen«, weiß Denise Hirner, COO und Mitbegründerin von UpNano, »indem man die NanoOne Bio mit den beiden Bio-Tinten Hydrotech INX U200 für die inerte Struktur und Hydrobio INX U200 für lebende Zellen in drei Dimensionen kombiniert.« Die Hydrotech-Bio-Tinte ist optimiert für die hochauflösende Herstellung von bioinerten, aber biokompatiblen Mikrostrukturen, während die Hydrobio-Bio-Tinte ein wasserlösliches natürliches Hydrogel ist, das den direkten Transfer von Zellkulturen aus 2D-Kulturschalen in komplexe 3D-Strukturen ermöglicht. Sie wurde speziell für die Einkapselung mehrerer Zelltypen entwickelt und ermöglicht so die Erzeugung komplexer 3D-Mikrogewebe.
Die Herstellung von Lab-on-a-Chip-Geräten wird nun nicht nur mit beispielloser Präzision möglich sein, sondern auch mit direkt eingebetteten lebenden Zellen - wodurch Zeit gespart und die Bedeutung der Ergebnisse verbessert wird. Oberflächenstrukturen, die natürlichen Geweben ähneln (biomimetische Strukturen), wie Leberläppchen oder Darmzotten, können nun innerhalb eines Mikrofluidkanals auf einem Chip erzeugt werden, und lebende Zellen verschiedener Dichten können anschließend direkt auf ihnen angesiedelt werden. (uh)
| Über UpNano GmbH |
|---|
| UpNano ist ein High-Tech-Unternehmen mit Sitz in Wien (Österreich), das sich auf die Entwicklung, Herstellung und Vermarktung von hochauflösenden 3D-Druckern spezialisiert hat. Die Systeme basieren auf der 2-Photonen-Polymerisation, die eine branchenführende Geschwindigkeit und eine Auflösung von unter 0,2 µm bietet. UpNano ist bestrebt, Kunden ein ganzheitliches Paket aus Hardware, Software und optimierten Druckmaterialien für die Herstellung von polymeren Mikrobauteilen sowie die einzigartige Möglichkeit des Bioprintings in einer natürlichen Zellumgebung anzubieten. Mit Hilfe der modernen Technologie von UpNano ist es möglich, Objekte mit Größen von submikrometer bis zum Zentimeterbereich und bis zu 40 mm Höhe in Zeiten und mit einer Präzision zu drucken, die zuvor nie erreicht wurden. |
Lesen Sie mehr zum Thema
