3D-Biodrucker: die wichtigsten Hersteller auf dem Markt

Wenn Sie sich für die Rolle des 3D-Drucks im medizinischen Bereich interessieren, haben Sie mit Sicherheit schon vom Bioprinting gehört. Diese Technik ist insofern einzigartig, als sie die Schaffung zellulärer Strukturen ermöglicht, die aus speziell entwickelten Biotinten aus Stammzellen bestehen. Die meisten 3D-Bioprinter basieren auf demselben Prinzip: Sie tragen das Material Schicht für Schicht auf, in der Regel mit einer Spritze. Es gibt jedoch auch 3D-Biodrucker, die einen Laser als Energiequelle nutzen oder die Biotinte tropfenweise auftragen, ähnlich wie bei einem Material-Jetting-3D-Drucker. Die Aufregung um dieses Verfahren ist nicht unverdient. Wir haben bereits gesehen, dass es für die Herstellung von Organen wie Herzen, Lebern und sogar Augen verwendet wird. Was Sie vielleicht nicht wissen, ist, dass es bereits eine Reihe von 3D-Biodruckern auf dem Markt gibt, die sowohl für die Forschung als auch für die kommerzielle Nutzung zur Verfügung stehen. Um Ihnen einen Überblick über die derzeit verfügbaren Geräte zu verschaffen, haben wir in der folgenden Liste eine Reihe von 3D-Bioprintern ausgewählt, die alphabetisch nach dem Namen des Herstellers geordnet sind.

3D Cultures

3D Cultures ist ein Startup mit Sitz in Philadelphia, das sich darauf konzentriert, erschwingliche Werkzeuge für den Bereich 3D-Biodruck, regenerative Medizin und Tissue Engineering anzubieten. Das Startup wurde von einem Ingenieur initiiert, der viel Zeit damit verbrachte, fortschrittliche Gewebeplattformen und -konstrukte zu entwickeln. 3D Cultures bietet drei Modelle seines Biodruckers Tissue Scribe an. Jedes Modell unterscheidet sich durch seinen Düsentyp – die drei Düsentypen umfassen 1mL, 2mL und 3mL. Es ist möglich, die verschiedenen Düsen auf derselben Plattform zu verwenden. Wenn ein Benutzer ein kleineres oder größeres Volumen benötigt, kann er sie durch den Kauf der jeweiligen Düse aufrüsten. Der Tissue Scribe ist für einen Startpreis von $1.499 erhältlich.

Allevi und seine breite Palette an Biodruckern

Allevi ist ein junges amerikanisches Unternehmen, das 2014 mit der Entwicklung von 3D-Bioprintern begonnen hat, aber 2021 begann, sich an 3D Systems zu beteiligen. Seit dem ersten Start hat Ricky Solorzano, Gründer und CEO, beschlossen, die Innovation in diesem Bereich fortzusetzen. Derzeit verfügt das Unternehmen über drei Bioprinter: Allevi 1, Allevi 2 und Allevi 3. Letzterer hat drei Extruder und kombiniert mehrere Materialien, um komplexe Gewebe und Lösungen zu schaffen. Außerdem verfügt es über ein automatisches Kalibrierungssystem und sein Tablett kann Petrischalen oder Wellplatten und Objektträger aus Glas aufnehmen. Seine Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig, und er kann Weichgewebe, Hartgewebe, Knochen, Knorpel usw.herstellen.

Aspect Biosystem und ihr Biodrucker RX1™

Aspect Biosystem ist ein kanadisches Forschungsunternehmen, das bereits als eines unserer 3Dnatives Startups des Monats ausgewählt wurde. Das Unternehmen begann seine Entwicklung 2013 und konnte seine Biodruck-Technologie Lab-on-a-Printer™ patentieren, die darauf ausgelegt ist, physiologisch komplexe menschliche Gewebe auf personalisierte Weise herzustellen. Einige Jahre später begannen sie mit der Vermarktung ihres 3D-Biodruckers RX1™. Dieser Biodrucker bietet Flexibilität und Kontrolle bei der Herstellung heterogener Gewebe in 3D. Ergänzt wird dies durch Biomaterialien und eine Reihe von Druckköpfen, die ebenfalls von der Marke entwickelt wurden.

Cellink, einer der Pioniere des Bioprinting

Cellink ist zweifellos einer der größten Hersteller von 3D-Biodruckern auf dem Markt. Seit der Gründung im Jahr 2016 hat das schwedische Unternehmen mehrere Maschinen entwickelt, die zur Entwicklung von Geweben und Mikroorganismen beitragen, mit denen neue pharmazeutische und kosmetische Produkte getestet werden können, mit dem Potenzial für eine zukünftige Anwendung in der regenerativen Medizin. Das Sortiment umfasst nun 6 3D-Biodrucker, die meisten davon arbeiten nach dem Extrusionsprinzip: Sie sollen in mehr als 700 Labors weltweit eingesetzt werden. Eines der Flaggschiffe ist der BIO X, der 3 verschiedene Druckköpfe integriert, wodurch es einfach ist, die Drucktechnik zu wechseln oder mehrere Materialien zu verwenden. Er kann Strukturen aus vielen Zelltypen entwerfen, ob Endothelzellen, Stämme oder Fibroblasten.

Inventia Rastrum

Inventia ist ein im Jahr 2013 in Australien gegründetes Start-Up, dass sich auf den Vertrieb von Geräten und Reagenzien in der Medizinforschung mittels 3D-Biodruck konzentriert. Ihre Maschine trägt den Namen „Rastrum“ und ist vor allem für ihre sehr kompakte Form bekannt. Sie ist in der Lage, 3D-Zellmodelle mit hoher Geschwindigkeit zu drucken und wird vor allem von Medizinern und Forschern für den Test von Medikamenten zur Krebsbehandlung verwendet. Schließlich ist der Rastrum auch für den Druck von Gewebe und Organen geeignet. Der Drucker hat Ausmaße von 482 x 560 x 491 mm und ist von einer Kammer (Biological Safety Cabinet) umgeben, die strengste biologische Sicherheitsvorschriften erfüllt sowie mit einer Dual-HEPA Filtration ausgestattet ist. Bemerkenswert ist, dass im Druckprozess bis zu 8 verschiedene Zelltypen gleichzeitig verwendet werden können. Der käufliche Erwerb des Rastrums ist aktuell nicht möglich, jedoch gibt es für eigene Forschungsprojekte die Möglichkeit mit Inventia in Kontakt zu treten und so zusammenzuarbeiten.

Organovo

Das 2007 gegründete amerikanische Unternehmen ist vor allem für seine Forschung im Bereich des Biodrucks von menschlichem Gewebe bekannt. In Zusammenarbeit mit Invetech haben sie ihren 3D-Biodrucker, den NovoGen MMX, entwickelt, der heute in der Lage ist, Gewebe aus Leber, Nieren, Darm, Haut, Bauchspeicheldrüse und vielen anderen „Materialien“ zu erzeugen. Das System beinhaltet zwei Druckköpfe, einen für die Extraktion menschlicher Zellen, den anderen für ein Hydrogel, Gerüst oder eine Trägermatrix. Organovo vermarktet seinen Bio-Drucker nicht, sondern verkauft ihn nur noch an Arzneimittelhersteller, damit sie ihre neuen Produkte effektiver testen können.

Poietis, das französische Unternehmen für 3D-Bio-Druck

Poietis ist ein in Frankreich ansässiges Unternehmen, das sich auf den Bio-Druck von Gewebe spezialisiert hat. Seit 2016 hat es seine Entwicklungen beschleunigt, indem es z. B. Partnerschaften mit L’Oréal für die Entwicklung von bio-gedrucktem Haar oder mit BASF eingegangen ist. Im Oktober 2018 gaben sie den Start ihres ehrgeizigsten Projekts bekannt, ihrer 4D-Bioprinting-Plattform mit dem Namen „Next Generation Bioprinting (NGB)“, die auf vier Technologien zur Auflösung von Einzellern beruht: computergestütztes Design, automatisiertes und robotergestütztes Bioprinting, Echtzeit-Prozesskontrolle und Gewebemodellierung. Dank dieser wurden zwei 3D-Bio-Drucker auf den Markt gebracht, der NGB-R, der auf Forschungsanwendungen spezialisiert ist, und der NGB-C, der auf klinische Entwicklungen spezialisiert ist. Im Jahr 2021 machte das Unternehmen übrigens von sich reden, nachdem es seine Plattform in der AP-HM, der Assistance Publique – Hôpitaux de Marseille, eingerichtet hatte. Mit ihr wollen die Ärzte implantierbares biologisches Gewebe herstellen.

REGEMAT 3D

Das spanische Unternehmen wurde 2011 gegründet und hat den REGEMAT 3D V1 Bio-Drucker entwickelt, der für den Druck von osteochondrialem Gewebe und anderen Gewebeanwendungen entwickelt wurde. Mit einem Bio-Druckvolumen von 150 x 150 x 100 mm bietet er eine Auflösung von 150 Mikrometern auf der X/Y-Achse und 400 Nanometer auf der Z-Achse. Er verfügt über drei austauschbare Köpfe und erfüllt damit ein breites Spektrum an Anforderungen, von der Gerüstkonstruktion bis zur Zellenextrusion.

BioAssemblyBot 500

Advanced Solutions ist ein Unternehmen, das bereits eine Vielzahl innovativer Bioprinting-Geräte auf den AM-Markt gebracht hat. Das jüngste Modell der ursprünglich 2015 eingeführten BioAssemblyBot-Produktlinie ist der BioAssemblyBot 500 (BAB500). Der Neuzugang der Serie ist die einzige Maschine ihrer Art mit einem sechsachsigen Roboterarm und einer integrierten Biosicherheitskabine der Klasse II, Typ A. Diese Kombination einzigartiger Merkmale, die durch eine Reihe von Werkzeugen noch erweitert wird, ermöglicht dem Bediener ein völlig neues Gefühl der Kontrolle. Mit dem BAB500 können die Bediener Temperatur, Druck, UV-Bestrahlung und vieles mehr steuern, während sie den 3D-Bioprinting-Prozess durchführen. Der BAB500 ist ein Bioprinter, der mit seiner Biosicherheitskammer, die eine sterile Umgebung gewährleistet, das perfekte Gerät für die wissenschaftliche Forschung ist.

BRINTER® ONE

Beim Unternehmen Brinter handelt es sich um ein Spin-off des finnischen Unternehmens 3D Tech Ltd. Heute, mit Hauptsitz im US-amerikanischen Kalifornien, hat man sich der Entwicklung von 3D-Biodruckern zugewandt. Der BRINTER® ONE bietet dem Anwender neben einem automatischen Wechseln des Dosierkopfes, welches zur höheren Kosteneffizienz beiträgt, wie ebenso keimtötende UV-LEDs, um somit gewebeähnliche Konstrukte mittels Schicht-für-Schicht-Methode herstellen zu können. Ausserdem können Anwender von dem großen Bauvolumen des BRINTER® ONEs profitieren, der bei 304 x 174 x 80 mm liegt und auch über eine integrierte Kamera, die zur Online-Prozessüberwachung dient. Sein Einsatzgebiet findet der 3D-Biodrucker in der Herstellung von individualisierten Tumormodellen, der Reparatur von Knorpeln wie auch von Arzneimitteln.

(Bild: Brinter)

Axolotl Systms-Axo A6

Der Axolotl Systms-Axo A6 ist ein Muktifunktions Bio-3D-Drucker. Er verfügt über sechs unabhängigen Druckkopfsteckplätze und kann so mehrphasiges Bioprinting durchführen. Der Axo A6 verfügt zudem über einen großen Druck- und Temperaturbereich von  0 bis 800 kPa, was garantiert, dass alle Druckanforderungen erfüllt werden können. Die Druckkopflösungen können beispielsweise auf bis zu 265 °C erhitzt werden und die  Druckbetten können dank eines flüssigkeitsbasierten Kühlsystems auf -10 °C heruntergekühlt werden. Der Drucker ermöglicht die Integration verschiedenster Anwendungen: Beheizter Druckkopf, gekühlter Druckkopf, Zellelektroschrift-Druckkopf, Schmelzelektroschrift-Druckkopf, UV-Härtungs-Werkzeugkopf und HD-Kamera-Werkzeugkopf. So können die spezifischsten Forschungsanforderungen umgesetzt werden.

Bild: Axolotl

Rokit Healthcare

Rokit Healthcare will die Vorteile der additiven Fertigung in die heutigen Behandlungsmethoden einbringen und bietet Lösungen für den Bio-Druck an. Mithilfe der Technologie entwickelt das Unternehmen Anwendungen für die Bereiche Biotechnik und Medizin, wie z. B. die Modellierung von Krankheiten oder die Regeneration von Gewebe. Zu den verschiedenen Lösungen, die Rokit Healthcare anbietet, gehört auch der Dr. Invivo 4D2 3D-Drucker. Er ist in der Lage, Modelle menschlichen Gewebes und Implantate zu entwerfen und kann Hydrogele, thermoplastische Filamente, Pasten und Verbundwerkstoffe verarbeiten. Mithilfe dieser Materialien kann er sowohl hartes als auch weiches Gewebe entwerfen.

BS3.3 Prime

Der BS3.3 Prime ist der neue Bioprinter von GeSiM, einem Unternehmen, das maßgeschneiderte Bioprinter anbietet, ja, maßgeschneiderte Bioprinter. Es enthält eine Reihe von Werkzeugen, mit denen sich die meisten der beliebtesten Biofarben problemlos drucken lassen. GeSiM 3D-Biodrucker können Biokapseln für das Zellwachstum herstellen oder Schichten von Biotinten auf Implantate oder mikrofluidische Objekte auftragen. Das Tolle an diesen Druckern ist, dass verschiedene Werkzeuge hinzugefügt oder entfernt werden können. Der Bioprinter BS3.3 Prime verfügt über einen Druckkopf mit Temperaturregelung, verschiedenen Wellenlängen, pneumatischer und mechanischer Extrusion und druckt eine breite Palette von Alginaten, niedrigschmelzenden Polymeren und bestimmten PCLs. Es ist die perfekte Wahl für Anfänger mit potenziell steigenden Anforderungen.

Bild: GeSim

Nano One Bio

Der NanoOne Bio von UpNano ist ein Bioprinter, der den 3D-Druck von lebenden Zellen für biologische Anwendungen mit einer bisher unerreichten Präzision ermöglicht. Der NanoOne Bio ist ein laserbetriebener 2-Photonen-3D-Drucker, der Strukturen in 12 Größenordnungen herstellen kann. Das neue Hydrogel wurde zusammen mit Xpect INX (mit Sitz in Gent, Belgien) entwickelt, einer Ausgründung, die sich auf die Entwicklung biokompatibler Materialien spezialisiert hat. Es ist das einzige auf dem Markt erhältliche Harz, mit dem lebende Zellen direkt von einer Kulturplatte in hochpräzise 3D-gedruckte Strukturen für biologische Anwendungen eingebettet werden können.

Bild: Photonik

Fluicell und sein Biopixlar AER für Einzelzell-Bioprinting

Fluicell wurde 2012 als Spin-off der Chalmers University of Technology gegründet. Das Unternehmen ist auf hochauflösendes Bioprinting und Einzelzellbiologie spezialisiert. Das Unternehmen hat derzeit zwei Bioprinter in seinem Produktportfolio, die 3D-Einzelzell-Bioprinting-Plattformen Biopixlar und Biopixlar AER. Der AER ist eine weiterentwickelte Version seines Vorgängers und ist eine kompakte mikrofluidische Bioprinting-Plattform, die so konzipiert wurde, dass sie in einen Abzug oder eine Biosicherheitskabine passt. Die Plattform ist einzigartig, weil sie im Gegensatz zu vielen anderen auf dieser Liste keine Biotinten verwendet. Vielmehr können die Benutzer mit dem mikrofluidischen Druckkopf Zellen aufbringen, was von Einzelzellanordnungen bis hin zu detaillierten Geweben mit mehreren verschiedenen Zelltypen alles ermöglicht. Die Lebensfähigkeit der Zellen liegt bei 95 %, und der Drucker wurde für den Einsatz auch in komplexen und rauen Umgebungen wie dem Weltraum oder der Tiefsee optimiert.

Bild: Fluicell

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