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3D-Biodrucker: die wichtigsten Hersteller auf dem Markt

Auf 8. Oktober 2019 von Lukas Johannes B. veröffentlicht
3D-Biodrucker

Biodruck ist eine Technik, die es nun ermöglicht, aus einer aus Stammzellen bestehenden Bio-Tinte verschiedene Zellstrukturen zu erzeugen. Diese Tinte wird normalerweise von einer Maschine extrudiert, die einem 3d-Drucker, der mit Schmelzschichtung arbeitet, ähnlich ist. Die meisten 3D-Biodrucker basieren auf dem gleichen Prinzip: Sie lagern das Material Schicht für Schicht ab, meist mit einer Spritze. Es gibt jedoch 3D-Biodrucker, die einen Laser als Energiequelle nutzen oder die die Bio-Tinte tropfenweise abscheiden, wie ein Materialstrahldrucker. Wir haben 12 3D-Biodrucker ausgewählt, unabhängig davon, ob sie derzeit auf dem Markt sind oder nicht – viele Maschinen werden tatsächlich nur für Forschungszwecke eingesetzt. Diese sind in alphabetischer Reihenfolge sortiert.

 

3D Bioprinting Solutions

3D Bioprinting Solutions ist ein Labor für biotechnologische Forschung, das 2013 eröffnet und von INVITRO, dem größten privaten medizinischen Unternehmen in Russland, gegründet wurde. Die erste Lösung von 3DBio wurde 2014 unter dem Namen Fabion auf den Markt gebracht. Dieser 3D-Biodrucker ist ein multifunktionales Gerät, das mit verschiedenen Materialien arbeitet. Bald darauf wurde eine aktualisierte Version FABION2 vorgestellt, die in der Lage ist, mit einzelnen Gewebe-Sphäroiden zu drucken. Seitdem entwickelt das Unternehmen einen neuartigen Biodrucker, der auf Magnetschwebetechnik basiert und somit im Weltraum eingesetzt werden kann.

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.

Aether

Aether, das in San Francisco ansässige Startup, bietet eine mit KI verbesserte 3D-Biodruck-Plattform namens Aether 1. Aether 1 ist ein multimaterieller Biodrucker, der mit bis zu 24 Materialien gleichzeitig arbeiten kann, darunter viskose Pasten, Gele, ABS und PLA, Flüssigkeiten, Keramik und Lebensmittel. Dies ist ein 3D-Biodrucker für Forscher, Künstler und Innovatoren in verschiedenen Bereichen wie Biologie, Regenerative Medizin, Pharmazie, Medizinprodukte, Materialwissenschaften und vielen mehr. Er wird mit 8 pneumatischen Spritzenextrudern mit vertikalem Rückzugssystem geliefert und die maximale Baugröße beträgt 315 x 229 x 132 mm.

3D-Biodrucker

Allevi und seine breite Palette an Biodruckern

Allevi ist ein junges amerikanisches Unternehmen, das 2014 mit der Entwicklung von einem 3D-Biodrucker begann. Ricky Solorzano, Gründer und CEO, entschied sich von Anfang an für weitere Innovationen in diesem Bereich. Das Unternehmen verfügt derzeit über vier Biodrucker: Allevi 1, Allevi 2, Allevi 3 und schließlich der Allevi 6, deren Name jeweils die Anzahl der Extruder angibt, die jede Maschine besitzt. Die Technologie von Allevi verfügt über eine LED-Fotohärtung mit Blau- und UV-Licht und ermöglicht die Arbeit mit mehreren Biomaterialien, die die Möglichkeiten verschiedener Gewebeentwicklungen für unterschiedliche Bedürfnisse eröffnen, wie Kollagen, Matrigel, Methacrylat, Graphit, etc.

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.

3D-Biodrucker

EnvisionTec 3D-Bioplotter

Der internationale Hersteller EnvisionTec wurde 2002 in Deutschland gegründet und ist mit über 40 Druckern und 6 verschiedenen Technologien unter anderem auch in der Biofabrikation tätig. Die dafür entwickelte 3D-Bioplotter Serie beinhaltet 3 verschiedene Varianten darunter das Starter-, das Developer- und das Manufacturer-Modell. Der Biodrucker kann verschiedene frei zugängliche Biomaterialien (z.B. Soft Hydrogel Polymer, Keramik, Metall,…) verarbeiten, dabei wird mit Druckluft oder mechanisch, Druck auf eine Spritze ausgeübt um Modelle für Gewebe, Organe u.ä. zu erstellen. Anwendung findet der 3D-Bioplotter vor allem in der Forschung und in der Produktionsentwicklung, zum Beispiel in den folgenden Bereichen: Knochenregeneration, Wirksstofffreisetzung, Zell- und Organdruck sowie Knorpel- und Hautherstellung. Die Maschinen können Baugrößen von bis zu 4,9 m3 vorweisen und sind mit einer XY-Wiederholgenauigkeit von bis zu 1 μm sehr präzise. Der Preis beläuft sich je nach Modell auf bis zu ca. 250000 US-Dollar.

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 – Next Generation Bioprinting (NGB) System

Poietis ist ein auf den Gewebe-Biodruck spezialisiertes Unternehmen mit Sitz in Frankreich. Dieses Unternehmen ist seit 2016 bekannt, vor allem weil es mit L’Oréal eine Partnerschaft für die Entwicklung von biogedrucktem Haar sowie mit BASF eine Partnerschaft zur Förderung des Biodrucks eingegangen ist. Im Oktober 2018 stellten sie ihr ehrgeizigstes Projekt vor, ihre 4D-Biodruck-Plattform mit dem Namen „Next Generation Bioprinting (NGB) System“, das auf vier Einzelzellauflösungstechnologien basiert: Computergestütztes Design, Automatisierung, robotergestützter Biodruck, Online-Monitoring und Gewebebildungsmodellierung. Dank dieser Tatsache haben sie zwei Biodrucker auf den Markt gebracht: den auf Forschungsanwendungen spezialisierten NGB-R und den auf klinische Entwicklungen spezialisierten NGB-C.

3D-Biodrucker

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.

WeBio

Das argentinische Unternehmen WeBio, 2018 gegründet, arbeitet eng mit Forschern und Ärzten zusammen um sich im Bereich des Biodrucks stets weiterzuentwickeln. So wurde bereits die dritte Generation des Biodruckers von WeBio gelauncht. Der Fokus von WeBio liegt vor allem auf ernährungs- bzw. gesundheitsorientierten Projekten um neue Durchbrüche in diesen Bereichen zu erreichen. Aber auch den Arzneimittelentwicklungsprozess will WeBio effizienter gestalten, so arbeiten sie mit Pharmaunternehmen zusammen denen sie für präklinische Tests „biogedrucktes“ menschliche Gewebe zur Verfügung stellen. Dieses wird dann zur Erprobung von Medikamenten genutzt bevor diese in Studien an echten Menschen getestet werden. Ein Kauf der Maschine ist aktuell nicht möglich, jedoch kann man für passende Forschungsprojekte einen Antrag auf Nutzung der Maschine stellen.

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