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.
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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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DODO: Schnellere, kosteneffizientere und nachhaltigere Last Mile-Lieferung dank KI

Die aktuelle Kostensteigerung drückt auch im E-Commerce auf die Preise. DODO federt das mit seinem smarten Logistik-System ab.
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Die Inflation der vergangenen Monate macht wohl jedem zu schaffen. Unternehmen, die ihre Ware via E-Commerce vertreiben, sind gleich mehrfach belastet. Vor allem die weiterhin hohen Sprit- und Energiepreise schmerzen. Auf Kund:innen-Seite ist die Devise aber weiterhin ganz klar: Die Lieferung soll noch schneller werden, dabei trotzdem umweltfreundlich sein und das alles natürlich gratis. Unmöglich? Nein, meint man bei DODO.

Same-Day-Delivery auf der letzten Meile – auch bei Waren, auf die man sonst länger wartet

„Die Zeiten sind schwierig und der Markt hart umkämpft. Versäumnisse auf der letzten Meile können sich da schnell negativ auf die Performance von Unternehmen im E-Commerce auswirken“, heißt es vom Logistik- und Technologie-Unternehmen. Dieses hat sich auf Same-Day-Delivery auf der letzten Meile spezialisiert. Die Besonderheit: DODO bringt nicht nur warmes Essen in kürzester Zeit, sondern auch Waren noch am selben Tag, auf die man üblicherweise eine längere Zeit lang warten muss. Dabei will man trotzdem nachhaltiger sein und kompetitive Preise anbieten – und höchste Qualitätsstandards sowie einen außergewöhnlich freundlichen Service wahren.

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KI-basiertes System GAIA sorgt bei DODO für die optimale Route

Der Schlüssel zu diesem umfassenden Versprechen an die Partner liegt im eigens entwickelten KI-basierten Software-System GAIA. Dieses wertet große Datenmengen aus dem Betrieb in Echtzeit aus und erstellt damit Prognosen zur Optimierung der Auslieferung. „Durch intelligente Planung können wir eine maximale Anzahl von Aufträgen auf optimal gestaltete Routen legen. Dadurch werden mehr Kunden mit einem Auto beliefert, das gleichzeitig weniger Kilometer zurücklegt. Das bedeutet auch eine geringere Auslastung der Zusteller:innen“, heißt es von DODO.

Kosteneffizienter und besser für die Umwelt

Händler können so nicht nur die Kosten für jeden Auftrag reduzieren. „Wir tragen auch dazu bei, die Umweltbelastung durch die Zustellung zu verringern und die städtische Logistik insgesamt umweltfreundlicher zu gestalten“, so das Unternehmen. Dazu setzt man zusätzlich auf E-Mobilität. Und auch das Kundenerlebnis verbessere sich durch die effiziente, schnelle, saubere Lieferung deutlich, was zu einem höheren Umsatz führe.

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Echtzeit-Reporting und Bewertung der DODO-Zusteller:innen

Ob diese Versprechen tatsächlich eingelöst werden, können Partner von DODO jederzeit nachvollziehen. Dazu stellt das Unternehmen ein Reporting-Tool bereit, das einen Echtzeit-Überblick über die Effizienz des Betriebs gibt. Und auch wenn doch einmal etwas bei der Auslieferung schief geht, gibt es einen schnellen Weg: Partnerunternehmen von DODO können über ein weiteres Tool die Zusteller:innen bewerten. Damit soll höchste Qualität sichergestellt werden.

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