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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(c) StartUp Burgenland
(c) StartUp Burgenland

Die Gründungszahlen gingen in den meisten österreichischen Bundesländern laut aktuellem Austrian Startup Monitor zuletzt zurück oder stagnierten. Große Ausnahme ist ausgerechnet das Bundesland mit der geringsten Bevölkerungszahl: Gerade in den vergangenen Krisenjahren stieg die Zahl der Neugründungen im Burgenland um nicht weniger als 65 Prozent.

Heute sind es insgesamt rund 90 Startups – und diese weisen laut Monitor noch eine weitere Besonderheit auf: Das Burgenland ist auch österreichweiter Spitzenreiter bei Profitabilität. Mehr als 60 Prozent der Startups im östlichsten Bundesland sind demnach bereits profitabel oder haben den Break-even erreicht.

StartUp Burgenland: 50 Startups seit dem Start 2021

Doch wie kommt es zu dieser Dynamik entgegen des österreichweiten Trends? Der Gründergeist hat sich in den vergangenen Jahren nicht zufällig im Burgenland etabliert. „Es gab früher keine Anlaufstelle, kein strukturiertes Programm. Wer hier gründen wollte, ist nach Wien oder Graz ausgewichen – oder hat es alleine versucht“, sagt Michael Sedlak. Er ist Leiter von StartUp Burgenland, das genau diesen Umstand in den vergangenen Jahren geändert hat.

Die Zahlen sprechen dabei für sich. Seit dem Start 2021 gingen durch die Inkubator- und Accelerator-Programme mehr als 50 Startups. 70 Prozent davon schafften den Markteintritt und schufen damit 129 Arbeitsplätze. Sie kommen auf eine Gesamtkapitalisierung von 10,7 Millionen Euro. Und dieser Impact zeigt sich auch in der Zufriedenheit der Teilnehmer:innen: 95 Prozent der Alumni empfehlen die Programme von StartUp Burgenland weiter.

CRANii: über Ärtztepraxen zu den Patient:innen

Eine der aktuellen Teilnehmer:innen ist Christiane Hofer-Marbet. Sie hat mit ihrer Schwester Katharina Koller-Hofer das Startup CRANii gegründet. Das app-gestützte Therapiekonzept für Kopf- und Kieferbeschwerden, vor allem die kraniomandibuläre Dysfunktion (CMD), bietet Patient:innen strukturierte Kieferphysiotherapie für zuhause. „Für die Patienten ist es oftmals schwierig, Therapieplätze zu finden, weil es zu wenige Spezialisten in dem Bereich gibt und es natürlich auch eine Kostenfrage ist. Wir haben eine Software entwickelt, bei der die Patienten an die Hand genommen werden, um zu Hause die Übungen gemeinsam mit uns zu machen“, erklärt Hofer-Marbet gegenüber brutkasten.

(v.l.) Die Therapeutinnen und Schwestern Christiane Hofer-Marbet und Katharina Koller-Hofer haben CRANii gegründet | (c) CRANii

Gerade erst vor wenigen Wochen gelauncht, führt der Weg zu den Patient:innen für CRANii über einen B2B2C-Ansatz, konkret über die Kooperation mit Ärztepraxen und Reha-Kliniken. „Momentan bedienen wir Reha-Kliniken, Zahnarztpraxen und HNO-Praxen österreichweit und weiten nun auf die Orthopädie und Neurologie aus.“ Dabei strecke man schon jetzt in der Launch-Phase die Fühler im gesamten DACH-Raum aus und führe etwa bereits Gespräche in der Schweiz.

„Wir sind Therapeutinnen und hatten von BWL am Anfang null Ahnung“

Nicht nur bei der Entwicklung dieser Go-to-Market-Strategie holte sich CRANii Unterstützung von StartUp Burgenland. „Ich glaube, ohne die Hilfe wären wir nicht da, wo wir heute stehen“, sagt Hofer-Marbet. „Wir kommen eigentlich nicht von der unternehmerischen Seite. Wir sind Physiotherapeutinnen und hatten von BWL am Anfang null Ahnung“, so die Gründerin. „Seit wir dabei sind, ist es krass: Unser Coach Felix Lenhard geht den Business-Plan Schritt für Schritt mit uns durch, wir sind in Coachings mit Silicon-Valley-Investoren und haben es jetzt drauf, auf Deutsch und auf Englisch aus dem Stegreif zu pitchen.“

Man habe angetrieben durch den zweiten Coach, Michael Sedlak, auch an Messen und Kongressen teilgenommen, man schätze die Struktur des Programms und: „Das Netzwerk, das uns an die Hand gegeben wird, ist einfach gigantisch“, so Hofer-Marbet.

„Die meisten Leute wollen etwas von dir, wenn sie dir so ein Netzwerk vermitteln.“

Diesen Aspekt betont auch Edris Paknehad: „Felix [Anm. Lenhard], Michael [Anm. Sedlak] und Raphaela [Anm. Graf] haben mir in Eins-zu-Eins-Betreuung überall geholfen, wo ich nicht weitergekommen bin, und wenn sie es selbst nicht wussten, haben sie immer Leute gefunden, die mir helfen konnten. Die meisten Leute wollen etwas von dir, wenn sie dir so ein Netzwerk vermitteln. Sie nicht.“

Edris Paknehad | (c) PAK Immo

Mit seinem E-Learning-Startup PAK Immo hat Paknehad bereits das Accelerator-Programm von StartUp Burgenland durchlaufen. Das Unternehmen hat mit seiner E-Learning-Plattform für die Befähigungsprüfung zum Baumeister eine Nische gefunden, die es erfolgreich besetzt. „Die Baubranche in Österreich ist extrem altmodisch. Man redet die ganze Zeit von Digitalisierung, etwa mit BIM [Anm. Building Information Modeling], aber was die Bildung angeht, ist alles sehr veraltet“, erklärt der Gründer.

PAK Immo: effizient genutzte Fahrzeit

So habe man für besagte Befähigungsprüfung bislang einen Kurs in Präsenz belegen müssen, der zwischen 15.000 und 18.000 Euro kostet. „Dabei ist man in dem Beruf zeitlich extrem eingeschränkt. Wenn man auch noch eine Familie hat, kann man sich unmöglich drei- oder viermal in der Woche in einen Kurs setzen. Das war auch bei mir damals der Fall. Ich habe viel Geld bezahlt und 70, 80 Prozent des Vorbereitungskurses verpasst. Ich dachte mir: Das muss besser gehen!“ PAK Immo biete mit seinen Kursen nicht nur einen um mehrere Tausend Euro günstigeren Preis. „Bei uns kann man die Inhalte anhören, wie einen Podcast. Ich sitze etwa auch heute vier Stunden im Auto, weil die Baustelle zwei Stunden Autofahrt entfernt ist. Das ist bezahlte Arbeitszeit und man kann sie gleichzeitig nutzen, um zu lernen“, so Paknehad.

Auch er bekam von StartUp Burgenland nicht nur Coachings, Netzwerk und Sichtbarkeit, sondern auch Unterstützung bei sehr konkreten Tasks, erzählt der Gründer: „Was mir besonders geholfen hat: Ich hatte am Anfang kein eigenes CRM-System. Hier wurde mir geholfen, eines aufzubauen – davor war das eher ein Chaos.“

„Du brauchst kein Silicon Valley. Du brauchst ein funktionierendes Ökosystem.“

Auch Paknehad betont die Struktur des Programms, die besonders am Anfang geholfen hat. Seitens StartUp Burgenland hat man diese zuletzt übrigens noch stärker individualisiert. Seit diesem Jahr gibt es keinen Batch-Betrieb und keinen fixen Zeitrahmen mehr, dafür zu 100 Prozent individuelle Begleitung. „Dein Fahrplan, dein Tempo“, fasst Michael Sedlak zusammen. Und er verrät das Erfolgsrezept des Programms: „Du brauchst kein Silicon Valley. Du brauchst ein funktionierendes Ökosystem. Und das gibt es im Burgenland.“

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