14.04.2021

UpNano: Wiener Tech-Unternehmen druckt lebende Zellen

Ein neuartiges Bio-Material und ein 2-Photonen_Drucker ermöglichen nun einen 3D-Druck mit lebenden Zellen für biologische Anwendungen.
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UpNano, 3D-Druck, Zellen
(c) UpNano - Das Tech-Unternehmen UpNano schafft es mittels eines Bio-3D-Druckers lebende Zellen direkt aus der Zellkultur zu drucken.

Es klingt wie wissenschaftliche Fiktion. Und vielleicht ist es genau dies, was jetzt UpNano, einem in Wien ansässigen Hightech-Unternehmen mit Fokus auf Entwicklung, Herstellung und Kommerzialisierung von hochauflösenden 3D Druck-Systemen, gelungen ist. Durch eine Kombination eines 2-Photonen 3D-Druckers mit einem Hydrogel-basierten Bio-Material ist es jetzt erstmals möglich, 3D-Strukturen, die lebende Zellen enthalten, direkt zu drucken.

NanoOne Bio

Dabei bedient sich UpNano eines eigens entwickelten Drucker namens „NanoOne Bio“. Das neue Hydrogel wurde gemeinsam mit Xpect INX aus Belgien hergestellt – einem Spin-Off Projekt, das sich auf die Entwicklung von biokompatiblen Materialien für die 3D-Druck-Industrie spezialisiert hat. Es gilt laut Aussendung als das einzige kommerziell erhältliche Druckmaterial, das die Einbettung lebender Zellen direkt von der Kulturplatte in hochpräzise 3D-gedruckte Strukturen für biologische Anwendungen erlaubt.

Bisher scheiterte der Nachbau komplexer und hochpräziser 3D-Strukturen mitsamt eingebetteter lebender Zellen an der mangelnden Verfügbarkeit von geeigneten Materialien und Drucksystemen. Dies scheint sich nun geändert zu haben.

Eine fruchtbare Kooperation

„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“, erklärt Peter Gruber, Head of Technology und Co-Gründer der UpNano. „Wir haben das hoch biokompatible Hydrogel ‚X Hydrobio INX U200‘, gemeinsam entwickelt und konnten gleichzeitig eine 2-Photonen 3D-Druck-Maschine anbieten.“

Das Gel mit dem komplizierten Namen 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“, fasst es Jasper Van Hoorick, Projektleiter bei Xpect INX, in einfachen Worten zusammen. „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.”

UpNano, Zellen drucken
(c) UpNano – Der spezielle 3D-Drucker NanoOne Bio kann 3D-Strukturen mit lebenden Zellen drucken.

Ein spezifischer Vorteil des NanoOne Bio ist, wie auch umfangreiche Untersuchungen gezeigt hätten, dass der 780 nm Rotlicht-Laser des Druckers die lebenden Zellen nicht schädigt, auch nicht bei einer außergewöhnlich hohen Laserstärke, die alle NanoOne-Drucker verwenden. Tatsächlich ermöglicht die Verwendung einer so hohen Stärke den Einsatz von Optiken, die die schnelle Produktion von Zentimeter-großen-Strukturen mit hoher Präzision, bis hin in den Nanobereich, erlauben.

Introvertierte Zellen auf 2D-Kulturplatte als Problem

„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 bisherige Schwierigkeiten in dem Bereich. Aus der biomedizinischen F&E sei bekannt, dass ein fehlender 3D-Zell-zu-Zell-Kontakt einen negativen Einfluss auf die Interpretation von Ergebnissen aus Zellmodellen für humane Anwendungen hat.

UpNano: „Natürliche Wachstumsbedingungen wie im menschlichen Körper“

Der NanoOne Bio von UpNano möchte diesen Ansatz signifikant verändern. Pharmazeutische Unternehmen und Forschungseinrichtungen sollen zukünftig in der Lage sein, Zellmodelle zu entwickeln, die den natürlichen Wachstumsbedingungen im menschlichen Körper ähneln. „Dank eines speziellen optischen Aufbaus, optimierten Scan-Algorithmen und der unternehmenseigenen adaptiven Auflösungstechnologie, sei es nun möglich signifikant schnellere Produktionszeiten als andere Systeme zu erlangen“, teilt UpNano mit. „Alles Vorteile, die von Kunden im industriellen und im akademischen Sektor erkannt wurden.“

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Wir sprachen zur Paketabgabe mit (vl.) Johannes Braith, Petra Dobrocka und Georg Weiss | (c) brutkasten / byrd / quivo / Hintergrund / (c) RoseBox via Unsplash
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Bereits seit der Veröffentlichung des Ministerialentwurfs zu einer neuen Paketsteuer im Mai trifft diese in der öffentlichen Diskussion auf Kritik. Vorgesehen ist eine Abgabe von zwei Euro pro zugestelltem Paket, die ab dem 1. Oktober 2026 von großen Online-Handelsplattformen mit einem Jahresumsatz ab 100 Millionen Euro eingehoben werden soll. Nachdem das vorparlamentarische Begutachtungsverfahren zum Gesetzesentwurf am 26. Mai 2026 offiziell geendet hat, geht die Vorlage im nächsten Schritt in die Debatte und finale Abstimmung im Nationalrat.

Mit den prognostizierten Einnahmen von jährlich rund 280 Millionen Euro will die Bundesregierung die geplante Mehrwertsteuersenkung auf Grundnahrungsmittel teilweise gegenfinanzieren. Zudem wolle man den lokalen stationären Handel gegenüber den internationalen E-Commerce-Riesen stärken, so die Argumentation. Und auch der Umweltschutzaspekt wird seitens der Regierung ins Treffen geführt. Diese Begründung lassen viele Kritiker:innen aber nicht gelten.

Dobrocka: „wird nur das Angebot verringern und die Kosten für österreichische Kunden in die Höhe treiben“

Auch unter Gründer:innen heimischer Startups und Scaleups im Logistik-Bereich, die für brutkasten erreichbar waren, herrscht breite Ablehnung gegenüber der Paketabgabe. Dabei ist es nicht die Zielsetzung, die kritisiert wird. „Grundsätzlich finde ich es begrüßenswert über Maßnahmen zu diskutieren, die den österreichischen Markt vor einer Flut an ausländischen Sendungen schützen und österreichische Unternehmer stärken. Aber diese Maßnahme tut das nicht“, meint etwa Petra Dobrocka, Co-Founderin und CCO des Wiener Logistik-Scaleups byrd. „Selbst wenn ein heimischer Händler die Ware in Österreich verpackt und mit der österreichischen Post an einen österreichischen Kunden schickt: Sobald der Verkauf über einen Marktplatz wie Amazon läuft, greift die Steuer.“ Die Maßnahme werde letztlich „nur das Angebot verringern und die Kosten für österreichische Kunden in die Höhe treiben.“

Braith: „Emissionsärmere Zustellformen gezielt begünstigen“

Ähnlich argumentiert auch Storebox-Co-Founder und CEO Johannes Braith. Er führt zusätzlich eine ökologische Perspektive ins Treffen. „Wir brauchen aus meiner Sicht weniger Symbolpolitik und mehr intelligente Steuerung. Wenn Politik Lenkungswirkung ernst meint, dann sollte sie emissionsärmere Zustellformen gezielt begünstigen und nicht pauschal jede Form des Versandhandels verteuern“, so der Gründer. Das Gesetz unterscheide nämlich zu wenig zwischen emissionsintensiven und emissionsarmen Zustellmodellen. Klassische Haustürzustellung sei ineffizient und verursache Retourenverkehr und Parkdruck, meint Braith und führt Click-&-Collect-Modelle mit gebündelter Anlieferung ins Treffen, wie sie auch sein Unternehmen umsetzt.

Weiß: EU-Regelung statt „Alleingang“

Georg Weiß, Co-Founder und CEO des Wiener Logistik-Scaleups Quivo, würde in dem Zusammenhang lieber eine europäische Lösung sehen. „Auf EU-Ebene gibt es ja auch Vorschläge, etwa Zölle für Kleinpakete unter 150 Euro einzuführen, um den europäischen Markt vor Billigprodukten zu schützen. Das halte ich für die sinnvollere Maßnahme, als aus Österreich heraus einen Alleingang zu machen und eine Zwei-Euro-Paketgebühr einzuführen“, so der Gründer gegenüber brutkasten.

AustrianStartups: Nachteile für Startups und Scaleups befürchtet

Kritik an der Paketsteuer kommt auch von AustrianStartups. „Wer Österreich als Innovationsstandort stärken will, kann nicht gleichzeitig die Vertriebskanäle innovativer Unternehmen im E-Commerce belasten. In der aktuellen Form würde der Entwurf vor allem Startups, Scaleups und KMUs treffen, die über Plattformen verkaufen oder aus Österreich versenden“, meint man dort. Auch befürchtet man potenzielle Probleme für Scaleups in der Branche, weil ein gleitender Übergang bei der Umsatzschwelle fehle: „Für Scaleups, die gerade die 100-Millionen-Euro-Grenze überschreiten, bedeutet das einen abrupten Kostenschock in genau der Phase, in der sie skalieren wollen.“

Kaminski: „Das ist das Gegenteil von dem, was erreicht werden soll“

Zudem hebt AustrianStartups eine besondere Problematik im Secondhand- und Refurbishment-Bereich hervor und zitiert dazu refurbed-Co-Founder Kilian Kaminski: „Bei einem refurbishten iPhone beispielsweise ist der Produktpreis zwar relativ hoch, aber die Marge für Refurbisher ist sehr gering. So eine Abgabe kann nicht einfach weitergegeben werden. Das Resultat: Preise im Reuse-Bereich steigen, neue Billigwaren nicht. Das ist das Gegenteil von dem, was erreicht werden soll. Falls die Abgabe kommt, braucht es zwingend eine Ausnahmeregelung für Secondhand und Refurbished.“

AustrianStartups forderte daher bereits im Mai „eine Rücknahme des Entwurfs in seiner aktuellen Form“. Sollte dies nicht passieren jedenfalls aber eine „Prüfung eines EU-weiten Rahmens statt eines österreichischen Alleingangs“ und eine Ausnahmeregelung für Secondhand, Refurbished und Reuse.

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