Druckmaterialien für
die Biowissenschaften
Nanoscribe bietet mit der Zwei-Photonen Polymerisation (2PP) eine Mikrofabrikationstechnologie an, die höchste Auflösung im 3D-Druck von biologischen Gewebe- und Zellstützstrukturen ermöglicht. Sie ist daher eine Schlüsseltechnologie für das hochpräzise 3D Bioprinting. Dafür sind Biomaterialien erforderlich, die mit der 2PP-Technologie druckbar sind, um damit Innovationen in den Bereichen Biowissenschaften und Medizin zu ermöglichen. Von der Herstellung einzelner Zellgerüste bis hin zu komplexen biomimetischen oder vaskularisierten Geweben im Millimeter-Maßstab bietet die 2PP-basierte Mikrofabrikation die Möglichkeit, sich an die vorderste Front des hochpräzisen 3D-Bioprinting zu setzen. Die Herstellung physiologisch relevanter Modelle erfordert jedoch kompatible Biomaterialien, um das volle Potenzial der 2PP-Technologie auszuschöpfen, Innovationen voranzutreiben und neue Ideen in den Biowissenschaften und der Biologie zu erforschen.
Unser Partner BIO INX entwickelt und vertreibt Materialien für die 2PP-basierte 3D-Biofabrikation. Die von uns angebotenen BIO INX-Biomaterialien umfassen vier innovative Bioresins, die speziell auf die Photonic Professional-Systeme von Nanoscribe abgestimmt sind. Das neue Hydrotech INX N200 Bioresin ist auch mit Quantum X bio kompatibel. Die direkte Anwendung von BIO INX-Bioresins spart den Forschern Zeit und Kosten für die Herstellung ihrer eigenen Biomaterialien und verbessert gleichzeitig die Reproduzierbarkeit der Experimente über verschiedene Chargen hinweg. Durch die Beseitigung dieser häufigen Hürden beim Bioprinting können Nanoscribe-User ihre Forschung auch besser vom Labor in klinische Studien umsetzen.
Dr. Remmi Baker-Sediako, Life Sciences Business Development Manager, Nanoscribe
Bisher wurden unseren Fotolacken anorganische Additive zugesetzt, um funktionale oder reaktive Materialien zu erhalten. Mit der Einführung von Hydrobio INX N400 steht unseren Kunden nun ein bewährtes Produkt zur Verfügung, mit dem sie Zellen als lebende Bestandteile für 4D-Materialien einkapseln können.
Hauchen Sie Ihren Anwendungen Leben ein
Hydrobio INX N400 ist ein natürliches Hydrogel auf Gelatinebasis, das für die Verkapselung von lebenden Zellen entwickelt wurde, um den Druck von Lebendzellen zu ermöglichen. Die Materialeigenschaften von Hydrobio INX N400 wurden so abgestimmt, dass natürlich vorkommende Zellverhalten ex vivo gefördert und gleichzeitig die höchste Auflösung ermöglicht wird, was Strukturgrößen von nur 1 Mikrometer ermöglicht. Die Flexibilität des Materials bietet eine größere Gestaltungsfreiheit: Zellverkapselung, Zellkultivierung oder ein kombinierter Ansatz aus beiden. Forscher sind nicht mehr nur auf das Kultivieren von Zellen beschränkt, sondern können Zellen einkapseln, um sie entweder gezielt zu strukturieren oder als Bausteine für lebende Materialsysteme, wie z. B. Gewebe, zu verwenden.
Vorteile
- Biofunktionalisierung: Unterstützt die Verkapselung von Zellen vor dem Druck für das Live-Cell-Printing
- Biokompatibilität: Unterstützt Zelladhäsion und Zellproliferation
- Biologische Abbaubarkeit: Ermöglicht den Zellen, die extrazelluläre Matrix durch Gewebe zu ersetzen
- Lebensfähigkeit der Zellen: 75% nach einer Woche
- Einfache Handhabung: Wird in einem gebrauchsfertigen Kit geliefert. Dieses enthält die konzentrierte Stammlösung, Verdünnungspuffer und Crosslinker für 10 Drucke in An- oder Abwesenheit von Zellen
- Direkte Verwendung: Es ist in nur 10 Minuten gebrauchsfertig
- Photodegradierbarkeit: Ermöglicht Multiphotonen-induzierte Photospaltung nach dem Druck
Mögliche Anwendungen
- Tissue Engineering: Herstellung von Weichgeweben, die der natürlichen extrazellulären Matrix ähneln
- Live-Cell-Printing: Verkapselung menschlicher Fibroblasten
- Zellaussaat: 3D-Kultivierung von menschlichen Zelllinien für Zellimplantate
- Gehirn: Kultur von Gliomzellen von Patienten für Organ-on-a-Chips
- Knochen: Co-Kultivierung von Präosteoblasten und Makrophagen auf gemusterten 3D-Oberflächen
- Brust: Zellinvasionsstudien von menschlichen Brustkrebszellen auf 3D-Gerüsten
Hydrotech INX N100 ist ein synthetisches, mechanisch robustes Hydrogel, das für die 3D-Mikrofabrikation komplexer Architekturen im Bereich Tissue-Engineering entwickelt wurde. Das Material ist nicht biologisch abbaubar und biologisch inert. Um die Zelladhäsion und -proliferation zu ermöglichen, kann es jedoch beschichtet werden. Hydrotech INX N100 ist nicht mit Nanoscribes patentiertem Dip-in Laser Lithography (DiLL)-Prozess kompatibel, da es flüchtige Verbindungen enthält. Daher ist das Bioresin zwar mit Nanoscribes Photonic Professional, nicht aber mit Quantum X-Systemen kompatibel.
Vorteile
- Biokompatibilität: Biokompatibel, zeigt keine toxische Wirkung auf lebende Zellen
- Beständigkeit: Bildet ein biologisch stabiles Hydrogel, das zelluläre 3D-Strukturen aufrechterhält. Geeignet für Langzeitanwendungen
- Verarbeitbarkeit: Einfache Verarbeitung zu offenen und komplexen Architekturen mit minimaler Verformung
- Mechanisch stabil: Sehr robustes Hydrogel, geeignet für steife Tissue-Engineering-Anwendungen
- Kompatibilität mit 3D-Druckern: Optimiert und validiert für Photonic Professional-Systeme
Mögliche Anwendungen
- Tissue Engineering und biowissenschaftliche Anwendungen, die die weichen Eigenschaften eines Hydrogels erfordern
- Haut: Kultivierung von Bindegewebe (z. B. Fibroblasten)
- Brust: Kultivierung von Stammzellen aus Fettgewebe
- Leber: HEPG2-Lebensfähigkeitstest
Hydrotech INX N200 ist das neue BIO INX Bioresin und das erste biokompatible, mechanisch robuste Hydrogel, das für die 3D-Mikrofabrikation komplexer Architekturen auf der Mikro- und Mesoskala entwickelt wurde. Hydrotech INX N200 ist mit dem patentierten Dip-in Laser Lithography (DiLL)-Prozess von Nanoscribe kompatibel, da es keine flüchtigen Verbindungen enthält. Das Bioresin ist mit den Nanoscribe-Systemen Photonic Professional und Quantum X kompatibel. Für die beste Materialperformance empfehlen wir Quantum X bio, womit die Temperatur kontrolliert werden kann, um unerwünschte Wasserverdunstung zu verhindern.
Vorteile
- Biokompatibilität: Biokompatibel, zeigt keine toxische Wirkung auf lebende Zellen
- Beständigkeit: Bildet ein biologisch stabiles Hydrogel, das zelluläre 3D-Strukturen aufrechterhält. Geeignet für Langzeitanwendungen. Das synthetische Bioresin ist biologisch nicht abbaubar und biologisch inert.
- Flexibilität: Gedruckte Strukturen sind hochflexibel und nehmen ihre ursprüngliche Form in Kompressions-Entlastungs-Zyklen wieder an
- Verarbeitbarkeit: Einfache Verarbeitung von mikro- und mesoskaligen Strukturen mit guter Formtreue
- Mechanisch stabil: Sehr robustes Hydrogel, geeignet für steife Tissue-Engineering-Anwendungen
- DiLL-Eignung: Entwickelt für die Dip-in Laser-Lithografie. Geeignet für maximale Strukturhöhen von 8 mm mit Mikrometerauflösung
Mögliche Anwendungen
- Organ-on-chip: Biomimetische Nachahmung mikroskaliger Strukturen, wie Leberläppchen oder Darmzotten
- Tissue Engineering: Kanäle mit subzellulären Dimensionen, z. B. zur Orientierung von Axonen für Neuron-on-Chip
- Mikrofluidik: Drucken komplexer 3D-Architekturen in mikrofluidische Chips
- 3D-Zellkulturen: Zellmodelle und -gerüste zur Steuerung der Zellverteilung und des Zellwachstums – in Kombination mit dem zellumhüllenden Bioresin Hydrobio INX N400 werden in einem zweistufigen Druckverfahren 3D-Zellkulturen mit Bereichen hoher und niedriger Zelldichten erzeugt
Degrad INX N100 ist ein biologisch abbaubarer Fotolack auf Polyesterbasis, das für die 3D-Mikrofabrikation komplexer Architekturen im Bereich Tissue-Engineering entwickelt wurde. Das Biomaterial ist hochelastisch und der erste kommerziell erhältliche, biologisch abbaubare Fotolack für 2PP-basierte Anwendungen. Degrad INX N100 ist biologisch inert. Um die Zelladhäsion und -proliferation zu ermöglichen, kann es jedoch beschichtet werden.
Vorteile
- Biokompatibel: Außerordentliche Biokompatibilität (ISO 10993-5), ohne toxische Wirkung auf lebende Zellen
- Biologisch abbaubar: Langfristig abbaubar (3-5 Jahre) wenn es mit Wasser oder biologischen Flüssigkeiten in Berührung kommt.
- Verarbeitbarkeit: Einfache Verarbeitung zu offenen und komplexen Architekturen mit minimaler Verformung
- Hochauflösend: Höchste Auflösung (< 500 nm) für biologisch abbaubare Materialien
- Flexibel: Kann starke und dennoch flexible Strukturen erzeugen, die sich leicht handhaben und verarbeiten lassen
Mögliche Anwendungen
- Tissue Engineering und biowissenschaftliche Anwendungen, für die Biomaterialien mit hoher mechanischer Stabilität und Flexibilität erforderlich sind
- Knochen- und Knorpelregeneration
- Bindegewebe: Keine Zytotoxizität für Fibroblasten
| Hydrobio INX N400 | Hydrotech INX N100 | Hydrotech INX N200 | Degrad INX N100 |
| Materialklasse | Natürliches Hydrogel | Synthetisches Hydrogel | Synthetisches Hydrogel | Polyester |
| Biologisch abbaubar | Ja | Nein | Nein | Ja |
| Druckbare Featuregrößen | ≥ 1 µm | ≤ 1 µm | > 1 µm | ≤ 1 µm |
| Mechanische Eigenschaften | Speichermodul G’ = 2 – 18 kPa | Youngsches Modul E = 30 – 40 MPa | Youngsches Modul E = 3 – 4 MPa | Youngsches Modul E = 50 – 60 MPa |
| Schwellung (vol.) | 50 – 250 % | n./a. | n./a.1 | n./a. |
1 Die Schwellung der Masse beträgt 60-80%.
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