• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » NanoOne Bio ermöglicht 3D Druck lebender Zellen

NanoOne Bio ermöglicht 3D Druck lebender Zellen

14. April 2021 von Birgit Fischer

Dank der Kombination eines 2-Photonen 3D-Druckers mit einem innovativen, Hydrogel-basierten Bio-Material ist es jetzt erstmals möglich, 3D-Strukturen, die lebende Zellen enthalten, direkt zu drucken – und zwar sowohl im meso- als auch nanoskaligen Bereich. Der von der UpNano GmbH (Wien) entwickelte NanoOne Bio ist ein Drucker, der auf der erfolgreichen NanoOne-Linie von Laser-powered 2Photonen 3D-Druckern basiert, die Strukturen über 12 Größenordnungen drucken können.

Das neue Hydrogel wurde gemeinsam mit Xpect INX (Ghent, Belgien) entwickelt – einem Spin-Off Projekt, das sich auf die Entwicklung von biokompatiblen Materialien für die 3D-Druck-Industrie spezialisiert hat. Es ist das einzige kommerziell erhältliche Druckmaterial, das die Einbettung lebender Zellen direkt von der Kulturplatte in hochpräzise 3D-gedruckte Strukturen für biologische Anwendungen erlaubt.

Einbettung lebender Zellen direkt von der Kulturplatte in hochpräzise 3D-gedruckte Strukturen | Foto: XPECT INX

Zweidimensionale Zellkulturen waren für viele Jahrzehnte der Standard in der pharmazeutischen, präklinischen sowie der biomedizinischen Forschung im Allgemeinen.
Es mehrten sich allerdings die Hinweise, dass diese Modelle die zelluläre Interaktion in lebenden Systemen auf dem 3D-Level nur schwach abbilden. Dies ist eine der Ursachen dafür, dass die Entwicklung von Medikamenten, die auf 2D-Systemen basiert, zu irreführenden Ergebnissen führt, was sich in Millionen an Kosten für ergebnislose F&E niederschlägt. Bisher scheiterte der Nachbau komplexer und hochpräziser 3D-Strukturen mitsamt eingebetteter lebender Zellen an der mangelnden Verfügbarkeit von geeigneten Materialien und Drucksystemen. Dies hat sich nun geändert: dank der gemeinsamen Entwicklung des neuen Hydrogel-basierten Bio-Materials durch Xpect INX und UpNano in Kombination mit dem neuen Druckermodell NanoOne Bio.

Kombination von X Hydrobio INX© U200 und NanoOne Bio

Peter Gruber, Head of Technology und Co-Gründer der UpNano | Foto: UpNano

Das Kombinieren der Kompetenzen von UpNano in der Entwicklung von 3D-Druck-Geräten und von Xpect INX in der Formulierung von innovativen Materialien für den 3D-Druck führten rasch zum Erfolg. Wir haben X Hydrobio INX© U200, ein hoch biokompatibles Hydrogel, gemeinsam entwickelt und konnten gleichzeitig eine 2Photonen 3D-Druck-Maschine, die den weitesten Bereich an druckbaren Dimensionen auf dem Markt besitzt, anbieten.

Peter Gruber, Head of Technology und Co-Gründer der UpNano

X Hydrobio INX© U200 ist ein wasserlösliches Hydrogel, das den Transfer von Zellkulturen aus 2D-Kulturplatten in komplexe 3D-Strukturen ermöglicht. „Das Gelatine-basierte X Hydrobio INX© U200 wurde speziell für die Einkapselung von verschiedenen Zelltypen entwickelt und erlaubt daher die Erzeugung von komplexen 3D-Mikrogeweben“, sagt Jasper Van Hoorick, Projektleitung bei Xpect INX. „Das Hydrogel ahmt die natürliche zelluläre Umgebung nach und ist biologisch abbaubar, wodurch es den Zellen ermöglicht, das Material graduell durch neu geformtes Gewebe zu ersetzen.“

X Hydrobio INX© U 200 | Foto: Xpect INX

Das Gel löst die Probleme, die bei Standard-Nährmedien, wo die Zellen auf 2D-Art inkubiert werden, auftreten. Nachfolgend kann das Hydrogel, das die lebenden Zellen enthält, direkt in den NanoOne Bio – einen von UpNano entwickelten hoch präzisen 2Photonen 3D-Drucker – eingebracht werden. Umfangreiche Untersuchungen zeigten, dass der 780 nm Rotlicht-Laser des NanoOne Bio die lebenden Zellen nicht schädigt, auch nicht bei der außergewöhnlich hohen Laserstärke, die alle NanoOne-Drucker verwenden.

Tatsächlich ermöglicht die Verwendung einer so hohen Laserstärke, die in UpNanos 2-Photon 3D-Drucksystemen einzigartig ist, den Einsatz von Optiken, die die schnelle Produktion von cm-großen Strukturen mit außergewöhnlich hoher Präzision bis hin in den Nanobereich erlauben.

Neue Möglichkeiten in der biomedizinischen Forschung & Entwicklung

Die Kombination des X Hydrobio INX© U200 mit dem NanoOne Bio eröffnet vollkommen neue Möglichkeiten in der biomedizinischen Forschung & Entwicklung, sowohl für den industriellen als auch für den akademischen Bereich. Prof. James J. Yoo vom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (USA) hat dieses enorme Potenzial erkannt und sich entschieden, UpNano für zukünftige Entwicklungen zu beraten. Der renommierte Experte für Gewebe-Engineering und Biofabrikation tritt mit April 2021 in den Beirat des Unternehmens ein und wird die kontinuierliche Weiterentwicklung von neuen Anwendungen für die biomedizinische F&E begleiten.

3D Drucker NanoOne Bio | Foto: UpNano GmbH
3D Drucker NanoOne Bio | Foto: UpNano GmbH

Die Produktion von „Labs-on-Chip“ wird nun nicht nur mit einer beispiellosen Präzision, sondern auch direkt mit lebenden Zellen möglich – was dadurch einerseits Zeit spart und andererseits die Aussagekraft der Ergebnisse verbessert. Oberflächenstrukturen, die natürlichen Geweben ähneln (biomimetische Strukturen), können nun in der Weise geschaffen werden, dass sie eine nahezu natürliche Interaktion zwischen den lebenden Zellen und ihrer Wachstumsumgebung ermöglichen.

„Zellen, die auf einer 2D-Kulturplatte in einem Standard-Nährmedium wachsen, sind weit entfernt von ihrer natürlichen physischen Umgebung und unterliegen einem Mangel an Interaktion mit den umgebenden Zellen, der bei lebenden Zellen unter natürlichen Bedingungen in alle Richtungen hin stattfindet“, erklärt Denise Mandt, Head of Marketing und Business Development sowie Co-Gründerin von UpNano. Aus der biomedizinischen F&E ist bekannt, dass ein fehlender 3D-Zell-zu-Zell-Kontakt einen negativen Einfluss auf die Interpretation von Ergebnissen aus Zellmodellen für humane Anwendungen hat.

Der NanoOne Bio wird in Kombination mit dem neu entwickelten X Hydrobio INX© U200-Kit diesen Ansatz signifikant verändern. Pharmazeutische Unternehmen und Forschungseinrichtungen werden in der Lage sein, Zellmodelle zu entwickeln, die den natürlichen Wachstumsbedingungen im menschlichen Körper ähneln.

NanoOne Bio eignet sich auch für Anwendungen mit Endothelzellen aus humanen Nabelschnurvenen (HUVEC) | Foto: Xpect INX
NanoOne Bio eignet sich auch für Anwendungen mit Endothelzellen aus humanen Nabelschnurvenen (HUVEC) | Foto: Xpect INX

Tatsächlich erlaubt der NanoOne Bio die Erzeugung von Oberflächenstrukturen mit höchster Präzision und/oder die Entwicklung von komplexen 3D-Gerüsten im cm-Bereich, die eingebettete Zellen enthalten.

Dank des speziellen optischen Aufbaus, optimierten Scan-Algorithmen und der unternehmenseigenen adaptiven Auflösungstechnologie, bietet das NanoOne-System auch signifikant schnellere Produktionszeiten als andere Systeme – all dies Vorteile, die von Kunden im industriellen und im akademischen Sektor erkannt wurden. Die Erweiterung des Produktangebotes auch für Kunden aus dem biomedizinischen Forschungsbereich ist bereits mit großem Interesse aufgenommen worden.

Filed Under: News, Produkte Tagged With: 3DDruck, Biomedizin, Hydrogel, Zellkulturen

Weitere Nachrichten

Fraunhofer IPMS zeigt neueste photonische Technologien

Das Fraunhofer IPMS zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen für die Entwicklung und Herstellung elektronischer, mechanischer und optischer Komponenten und Bauelemente und deren Integration in intelligente Systeme. Mit seinen innovativen … [Weiterlesen...] about Fraunhofer IPMS zeigt neueste photonische Technologien

DACHSER erwirbt Lebensmittellogistiker Müller

DACHSER übernimmt mit der niederländischen Transportgroep A. Müller B.V. einen der führenden Lebensmittellogistiker in den Niederlanden. Als Teil von DACHSER erhält Müller sowohl Zugang zum DACHSER Food Logistics-Netzwerk in Deutschland, als auch zu … [Weiterlesen...] about DACHSER erwirbt Lebensmittellogistiker Müller

Re-Maxigel Eiscreme-Box aus Styropor Ccycled von BASF

Der italienische Verpackungshersteller Imballaggi Alimentari hat die Re-Maxigel Box aus Styropor® Ccycled™ von BASF auf den Markt gebracht. Diese Boxen aus expandierbarem Polystyrol (EPS) sind extrem leistungsstark und wurden ursprünglich für … [Weiterlesen...] about Re-Maxigel Eiscreme-Box aus Styropor Ccycled von BASF

Robotics Day an der FH Technikum Wien

Die FH Technikum Wien bietet am 26. Januar 2023 beim Robotics Day auf ihrem Campus Einblick in die vielfältige Welt der Robotik. Aktuelle Errungenschaften werden im Rahmen des Robotics Talks der österreichischen Gesellschaft für Mess-, … [Weiterlesen...] about Robotics Day an der FH Technikum Wien

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Greiner hält an Nachhaltigkeitsstrategie fest
    on 1. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Greiner möchtge trotz sehr herausfordernder Rahmenbedingungen im Jahr 2023 nicht von seiner Nachhaltigkeitsstrategie abkehren. Der Kostendruck ist in allen drei Sparten zu spüren, daher sollen langfristige Synergien den nachhaltigen […]

  • Greiwing errichtet Logistikzentrum im Chemiepark Rheinmünster
    on 1. Februar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die GREIWING logistics for you GmbH baut im Chemiepark Rheinmünster auf rund 16.500 Quadratmetern ein neues Logistikzentrum. Damit verfügt das neue Logistikzentrum über ausreichend Kapazitäten für die Evonik Superabsorber GmbH und die Trinseo […]

  • Manina Kettler ist neuer CFO bei Minebea Intec
    on 30. Januar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Manina Kettler hat mit Anfang 2023 die Rolle des Chief Financial Officer (CFO) bei Minebea Intec von Hidenori Shimosako übernommen. Manina Kettler bringt herausragende Expertise im Bereich Finance mit und ist seit 2013 für das Unternehmen tätig, […]

  • Praxisforum Kunststoffrezyklate 2023
    on 30. Januar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Das Fraunhofer LBF lädt vom 29. - 30. März 2023 zum 5. Praxisforum Kunststoffrezyklate mit erneutem Fokus auf werkstofflichem Recycling. Die Tagung bietet spannende Erfahrungsberichte zu innovativen Ansätzen führender Unternehmen und den […]

  • Herbert Taucher ist Leiter des Siemens Technologiefeld ICE
    on 27. Januar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Herbert Taucher leitet seit 01.01.2023 ICE und die zugehörigen global verteilten Forschungsgruppen für den gesamten Siemens-Konzern. ICE hat zum Ziel, Technologien und Werkzeuge für leistungsstarke, nachhaltige, sichere und kosteneffiziente […]

  • Biobasierte Flammschutzmittel für Bio-Kunststoffe
    on 27. Januar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die Fraunhofer Institute WKI und IAP verzeichnen erste Erfolge in der Entwicklung von biobasierten Flammschutzmitteln in Biokunststoffen. Flammgeschützter Biokunststoff könnte zu Bauteilen für Elektrotechnik und Elektronik verarbeitet werden, […]

  • BASF Monomers mit zirkulären Alternativen
    on 25. Januar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Der BASF Unternehmensbereich Monomers will bis 2025 für alle großen Produktlinien mindestens eine zirkuläre Alternative anbieten. Gleichzeitig wird der Unternehmensbereich technische Optimierungsmaßnahmen priorisieren, um CO₂ -Emissionen in […]

  • Ecoplast erhält ISCC PLUS Zertifizierung
    on 25. Januar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ecoplast, eine Tochtergesellschaft von Borealis, ist als erster mechanischer Polyolefinrecycler Österreichs ISCC PLUS-zertifiziert. Das mechanische Recycling, wie es am Ecoplast-Standort durchgeführt wird, ist eine Schlüsselkomponente des […]

  • KKT erweitert die Expertise des Fraunhofer IKTS
    on 23. Januar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Das Fraunhofer IKTS hat mit 01. Jänner 2023 die Freiberger Forschungsgruppe Kohlenstoff-Kreislauftechnologien KKT integriert. Am neuen Standort in Freiberg werden chemische Recyclingverfahren wie die Pyrolyse oder Gasifizierung optimiert und im […]

  • Achim Sties ist neuer Leiter der BASF-Geschäfts­einheit Plastic Additives
    on 23. Januar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    BASF hat mit Wirkung zum 01. Jänner 2023 Dr. Achim Sties zum Leiter der globalen Geschäftseinheit Plastic Additives ernannt. Bereits in seiner vorherigen Funktion leitete Achim Sties das Plastic Additives Geschäft von BASF in Europa. Das […]

Copyright © 2023 · Welkin Media Verlag