3D printed cell culture microenvironments
Webinar zur 2PP-basierten Biofabrikation für 3D-Zellkulturen und Tissue Engineering mit einer Quantum X bio Live-Demo
Erfahren Sie mehr
Quantum X bio
3D-Mikrofabrikation für
biologische und biomedizinische Anwendungen
Neue Maßstäbe im Bioprinting
Hochleistungsfähiges 3D-Bioprinting mit Submikron-Merkmalen auf Flächen von bis zu 25 cm²
Vielfältige Substrate
Sterile Zellkulturschalen und Objektträger, die mit labortypischen Arbeitsabläufen kompatibel sind
Biomaterialien und Biotinten
Biokompatible Druckmaterialien, Biomaterialien und Biotinten sowie kundenspezifische Materialien
Der weltweit
präziseste 3D-Bioprinter
Quantum X bio ist ein ausgesprochen leistungsfähiger und vielseitiger Bioprinter mit höchster Auflösung. Die proprietäre Technologie basiert auf der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), wurde für biologische und biomedizinische Anwendungen angepasst und mit Blick auf bestimmte Spezifikationen neu konstruiert.
Der Bioprinter verfügt über eine Temperaturkontrolle des Substrathalters sowie eine sterile Umgebung und wird mit funktionalisierten Biomaterialien komplettiert.
So eröffnen sich mit dem Drucker neue Möglichkeiten im Bioprinting, um Innovationen im Tissue Engineering, in der Zellbiologie und innerhalb des gesamten Spektrums biomedizinischer Anwendungen voranzutreiben. Quantum X bio zeigt die Chancen der Biokonvergenz auf.
Fortschrittliche biomedizinische Anwendungen
Drucken Sie praktisch jedes 3D-Design mit unübertroffener Präzision und Geschwindigkeit, optimieren Sie Ihre Forschung mit schnellen Design-Iterationszyklen und profitieren Sie von einer großen Auswahl an Biomaterialien, Biotinten und biokompatiblen Fotolacken. Selbst filigrane und komplexe 3D-Strukturen lassen sich intuitiv und mit höchster Präzision durch bloßes Antippen des Drucker-Touchscreens exakt in mikrofluidische Kanäle oder Vertiefungen platzieren.
Quantum X bio ist damit das optimale Werkzeug, um natürliche Mikroumgebungen für die Forschung im Tissue Engineering zu realisieren oder maßgeschneiderte Gerüste für Zellstudien zu drucken. Außerdem profitieren Sie bei der Mikrofabrikation biomedizinischer Anwendungen, die Präzision, Geschwindigkeit, Materialvielfalt und Sterilität erfordern.
Bioprinting-Bibliothek und datengestützter Workflow
Mit Quantum X bio profitieren Sie von der UX-optimierten Nanoscribe-Software. Sie wird außerdem um eine Bioprinting-Design-Bibliothek mit bewährten STL-Modellen ergänzt. In Kombination mit dem Monitoring von Sensor- und Videodaten während des Drucks wird das Bioprinting zum Kinderspiel. Sie können Ihren Druckauftrag dabei direkt über den Touchscreen des Geräts hochladen, starten und überwachen – oder auch von Ihrem Büro oder Homeoffice aus.
Bioprinting auf der Mikrometerskala
Mit Quantum X bio sind Sie in der Pole-Position, um das gesamte Spektrum biologischer und biomedizinischer Anwendungen zu erkunden. Profitieren Sie von einem sterilen und temperaturgeregelten Substrathalter, sterilem Zubehör, Biomaterialien und Biotinten. Auch viele kundenspezifische Materialien werden unterstützt. Beste Voraussetzungen, um das Live-Cell-Printing zu erforschen.
Technische Merkmale im Überblick
- Rapid Prototyping mit höchster Präzision und Designfreiheit entlang eines einfachen Workflows
- Zellfreundliche Wellenlänge von 780 nm
- Industriegeprüfte Plattform für viele Substrattypen
- Sterilität durch gefilterten Luftstrom
- Substrathalter mit Temperaturkontrolle
- Große Auswahl an universellen und anwendungsspezifischen Druckmaterialien, einschließlich steriler Biomaterialien und Biotinten
- Bioprinting-Bibliothek mit vielen STL-Dateivorschlägen
Druckprozesse und Skalenbereich
- 2PP-basierter 3D-Druck
- 2GL Graustufenlithografie für außergewöhnlich schnelle und präzise Oberflächenstrukturierung
- Nanoskaliger Druck – Kontrolle der Strukturgrößen bis zu 100 Nanometern in allen räumlichen Dimensionen
- Mikroskaliger Druck – mit typischen Strukturgrößen zwischen 50 und 700 Mikrometern
- Mesoskaliger Druck – für bis zu 50 Millimeter große Strukturen
Alles bereit für das Live-Cell-Printing
Quantum X bio verfügt über alle Funktionen, die Sie für den Druck mit Biotinten benötigen, die um lebende Zellen angereichert sind, und sodass sie bis nach dem Druck am Leben bleiben. Die Erforschung neuer Anwendungen wie 3D-Gewebsmodelle, intelligente Materialien und lebende Substanzen steht Ihnen offen.
- Sterile, temperaturkontrollierte Umgebung
- Verwendung kundenspezifischer Biolacke auf Hydrogel-Basis
- Zellfreundliche Wellenlänge (780 nm)
- Zellviabilität von > 90 % möglich
Neue Maßstäbe für das Bioprinting
Zahlen & Fakten Quantum X bio
- Bereit für den Druck von lebenden Zellen mit kundenspezifischen Biotinten
- Sterile Druckbedingungen mittels gefiltertem Luftstrom, sterilen Verbrauchsmaterialien und autoklavierbaren Teilen
- Offen für kundenspezifische Materialien
- Kompatibel mit typischen Labor-Workflows durch Druck in Zellkulturschalen oder auf Objektträger
- Touchscreen und Online-Zugriff auf die Systeme für einen einfachen Workflow
- 3D-Mikrofabrikation mit ultraschnellen Voxelmodulationsraten
- Sensor- und Videodatenerfassung während des Drucks
- Bioprinting-Bibliothek mit STL-Modellen zur Inspiration und für einen schnellen Start
- Modulares System für vielfältige Anwendungen, ideal für Multi-User-Einrichtungen
Erforschen Sie das gesamte Spektrum biologischer und biomedizinischer Anwendungen
- Zellgerüste
- Haut-/Gewebemodelle
- Intelligente Materialien/lebende Substanzen
- Mikrofluidische Anwendungen
- Mikronadel-Arrays
- Vektoren zur Verabreichung von Medikamenten
- Mikro-/Soft-Robotik
- Vaskuläre Modelle
- Topologie für Zellmechanik und -migration
- Biosensoren
- Submikrometergenaue Oberflächenstrukturierung
Top Spezifikationen
| Kontrolle der Merkmalsgrößen 1 | bis zu 100 nm |
| Formgenauigkeit | bis zu ≤ 200 nm |
| Durchmesser einzelnes Druckfeld | bis zu ≥ 4.000 µm |
| Maximale Scangeschwindigkeit 2 | 6.25 m/s geteilt durch Objektivvergrößerung |
| Zellviabilität beim Live-Cell-Printing | > 90 % (1 h nach dem Druck) > 85 % (4 h nach dem Druck) |
Systemspezifikationen
| Drucktechnologie | 3D-Druck auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), layer-by-layer |
| Substrate | Mikroskop-Objektträger (3 x 1” / 76 x 26 mm) |
| Fotolacke | Hydrogele von Advanced BioMatrix |
| Maximaler Druckbereich | 50 x 50 mm² |
Die angegebenen Werte können je nach Fotolack und Strukturgeometrie variieren.
1 Kontrolle der Merkmalsgröße von 100 nm in x/y-Richtung
2 z. B. für 10-fache Vergrößerung: 625 mm/s
Mit Software und Daten gelingen Ihre
Quantum X bio-Druckjobs ganz einfach
Erprobte Software für das 3D-Bioprinting und Life-Science-Anwendungen
Wie Sie von Ihrem 3D-Design zur finalen 3D-gedruckten Struktur gelangen? Mit den Softwarelösungen von Nanoscribe geht das ganz einfach. Erstellen, laden, drucken und kontrollieren Sie Ihren Druckjob direkt vom Touchscreen des Bioprinters oder erledigen Sie alles bequem von Ihrem PC im Büro aus.
Definieren Sie Ihren 3D-Druckjob mit DeScribeX: Die Software zur Erstellung von 3D-Druckjobs basiert im Kern auf der erprobten 2PP-Software DeScribe und führt Sie in nur wenigen Schritten vom Import des 3D-CAD-Modells zum Upload Ihrer Druckdatei.
Lassen Sie sich von der STL Bioprinting-Bibliothek von CELLINK inspirieren: Profitieren Sie von einer umfassenden Bibliothek mit bewährten STL-Modellen, die Sie herunterladen und an Ihre Bedürfnisse anpassen können. Damit wird der Einstieg in das Bioprinting zum Kinderspiel.
Starten Sie Ihren Druckjob über den Touchscreen: Das intuitive Touchscreen-Menü führt Sie in nur wenigen Schritten zu einem erfolgreichen Druckergebnis. Wichtige Daten wie Hardware-Informationen, Systemstatus und Druckfortschritt haben Sie jederzeit im Blick. Eine Live-Ansicht aus drei verschiedenen Kameraperspektiven ermöglicht Ihnen zudem die Kontrolle über den gesamten Druckvorgang.
Stay connected mit nanoConnectX: Starten und überwachen Sie Ihren Druckjob vom Büro aus mit der Remote-Access-Software nanoConnectX. Damit ist das Quantum X System bestens für Produktions- und Multi-User-Umgebungen gerüstet.
Fakten zur Software
DeScribeX ist die Software, um individuelle 3D-Druckjobs zu definieren. Der integrierte Import-Assistent kann mit STL-Dateien ein gängiges 3D-CAD-Format laden. Vorinstallierte Druckparameter-Presets dienen Ihnen als optimale Ausgangspunkte, um in nur wenigen Schritten zu einem erfolgreichen Druck zu gelangen. Über eine Exportfunktion können Sie Ihren Druckjob auch von Ihrem Büro aus auf Quantum X bio laden.
| Key feature | Benefits |
| Import-Assistent für die 3D-CAD-Modelle | Intuitiver Arbeitsablauf erzeugt Printjob-Dateien aus Standard-STL-Files |
| Druckparameter-Voreinstellungen | Vordefinierte Parameter für schnelle, optimale Druckergebnisse |
| Adaptive slicing | Zur Verbesserung der Formgenauigkeit |
| Parameter sweep | Perfekte Druckparameter für neue Materialien und Anwendungen durch speziellen Testdruck |
| Integrated Development Environment (IDE) | Für maßgeschneiderte und ambitionierte Druckjobs können Experten modifizierte Druckstrategien programmieren (GWL) |
| 3D-Vorschau und Drucksimulation | What you see is what you print! DeScribeX zeigt Parameter wie Druckzeit, Scangeschwindigkeit oder Laserleistung an und simuliert den gesamten Druckprozess im Detail |
| Dateiformat .nano | Nutzen Sie die Vorteile des Container-Dateiformats, das alle notwendigen Informationen für den Datenaustausch und einen erfolgreichen Druck in einer einzigen Datei bündelt |
Profitieren Sie von einer umfassenden Bibliothek mit STL-Modellen, die von CELLINK und Nanoscribe gemeinsam bereitgestellt werden. Ersparen Sie sich das Erstellen von CAD-Entwürfen, indem Sie einfach das gewünschte Design aus unserer Datenbank auswählen, herunterladen und an Ihre Bedürfnisse anpassen. Die bereitgestellten Designs sind inspiriert durch reale Anwendungen unserer Kunden. Sie sind skalierbar, sodass Sie sie diese nicht nur für den Quantum X bio, sondern auch für andere Bioprinter wie den Lumen X+ von CELLINK verwenden können.
Steuern und überwachen Sie das System über den Touchscreen mit seiner grafischen Benutzeroberfläche (GUI). So gelangen Sie in nur wenigen Schritten zu einem erfolgreichen Druckergebnis. Wählen Sie Ihr Druckprojekt aus, laden Sie das gewünschte Substrat und starten Sie Ihren Druckjob.
| Key feature | Benefits |
| Drei Live-Kameras | Überwachen Sie den Druckprozess online aus drei Perspektiven, um stets über den aktuellen Status Ihres Druckjobs informiert zu sein |
| Kontrolle der Bühne in x-, y- und z-Richtung | Bewegen Sie die Bühne an jede beliebige Position auf dem Substrat, um Ihren Druckbereich zu definieren |
| Benutzerfreundliche Druckeinstellungen | Wählen Sie den Fotolack und das Substrat aus und starten Sie den Druckjob mit nur einem Klick |
| Projektliste | Behalten Sie den Überblick über den gesamten Verlauf der Druckprojekte |
| Automatischer Interface Finder | Profitieren Sie von der automatischen Oberflächenerkennung, das die Oberfläche des Substrats mit Submikrometer-Genauigkeit identifiziert |
nanoConnectX ist eine Remote-Access-Software (RAS) für das Quantum X System. Die Software verfügt über sämtliche Funktionen und Anzeigemöglichkeiten des Touchscreens und bringt diese neben einigen weiteren Funktionen direkt auf Ihren PC.
| Key feature | Benefits |
| Remote Access | Verbinden Sie Quantum X mit Ihrem Computer, wo auch immer Sie sich gerade aufhalten |
| Alle Funktionen des Touchscreens | Nutzen Sie die Möglichkeit, Ihre Druckjobs von jedem Standort aus vorzubereiten, zu steuern und zu überwachen |
| Upload und Download von Druckjobs und Reports | Profitieren Sie von einem direkten Zugriff auf druckbezogene Dateien von Ihrem Rechner aus |
Neue Möglichkeiten dank neuer Features
Erfahren Sie mehr
über Bioprinting und Biomaterials-Printing...
Wie laufen Zellkultivierungsexperimente ab?
Bei Anwendungen zur Zellkultivierung oder Zellbesiedelung werden Mikrostrukturen zunächst mit einem Material wie Hydrogelen oder einem der biokompatiblen IP Photoresins von Nanoscribe gedruckt. Danach wird überschüssiger Fotolack abgespült und danach darauf Zellen ausgesät. In der Regel werden die Substrate in Inkubatoren aufbewahrt, um das Zellverhalten im Laufe der Zeit zu beobachten.
Zellkultivierung ist die gängigste Form wie die 2PP-basierte Mikrofabrikation für die Zellforschung eingesetzt wird. In unserer Publikationsdatenbank im Premium-Bereich der Webseite finden Sie viele Forschungsprojekte zur Zellkultivierung, die mit der Nanoscribe-Technologie durchgeführt wurden.
Zur Illustration einer Anwendung im Bereich Zellkultivierung haben wir Mikrovertiefungen mit einem Durchmesser von 100 µm aus IP-S gedruckt und NIH 3T3 Fibroplasten-Zellen darin ausgesät. Dieses Bild zeigt einen vertikalen Bildstapel der gefärbten Zellen in den Mikrovertiefungen:
Wie gelingt das Live-Cell-Printing?
Beim Live-Cell-Printing werden dem Fotolack lebende Zellen untergemischt und dann damit gedruckt. Dabei ist es eine große Herausforderung, dass die Zellen dies überleben. Denn der Druckvorgang ist mit Stress für die Zellen verbunden. Nanoscribe hat mehrere Funktionen implementiert, um dieser Herausforderung zu begegnen:
- Temperaturgeregelte Substrathalterung
- Teile können autoklaviert und mit Ethanol gereinigt werden
- Zellfreundliche Wellenlänge des Lasers (780 nm)
- Schnelle Druckgeschwindigkeiten, um den Druckvorgang kurz zu halten
- Mit Quantum X bio lassen sich kundenspezifische Lacke drucken
Für besonders empfindliche Anwendungen ist die Druckkammer mit einem HEPA-gefilterten Luftstrom ausgestattet. Während der Druck lebender Zellen mit anderen Bioprinting-Technologien bereits erprobt wurde, gibt es noch relativ wenige seriöse Berichte über Live-Cell-Printing mit der hochpräzisen 2PP-Technologie. Seien Sie mit Quantum X bio Pionier und treiben Sie das Bioprinting auf der Mikrometerskala voran!
Die folgende Struktur wurde aus einer Biotinte auf Gelatine-Methacrylat-Basis gedruckt, der NIH 3T3 Fibroblast-Zellen untergemischt waren. Die Bildserie mit unterschiedlicher Fokusebene belegt die Viabilität von Zellen, die in der gedruckten Struktur eingebettet sind.
Welche Materialien sind für Quantum X bio geeignet?
Es gibt eine große Auswahl an Materialien, die verwendet werden können:
- Nanoscribes IP Photoresin-Portfolio,
z. B. IP-Dip, IP-S, IP-Q, IP-PDMS, IP-Visio - Nanoscribe GP-Silica
Fused Silica Glass Printing - Nanoscribe Hydrogele & Biomaterialien,
z. B. Xpect Inx Photoresins N100 Serie - BICO hydrogels & biomaterials,
z. B. PEGDA BioInk 500 (CELLINK), PhotoDextran und PhotoGel (Advanced BioMatrix) - Weitere Hydrogele & Biomaterialien,
z. B. hyaluronic acid, PEGDA-based hydrogels, GelMA-based hydrogels, hydrogel mixtures
Hinweis: Quantum X bio ist als offenes Druckmaterialsystem konzipiert und ermöglicht es Ihnen, Ihre eigenen Druckmaterialien oder Materialien von Drittanbietern zu verwenden, die auf Ihre Anwendung zugeschnitten sind.
Wie schneidet Quantum X bio im Vergleich zu anderen Mikrofabrikationstechnologien ab?
Das Maß für die Druckgeschwindigkeit bezieht sich auf die Anzahl der pro Sekunde gedruckten Voxel und ist ein Indikator dafür, wie schnell digitale Informationen in ausgehärtetes Material umgewandelt werden können. Quantum X bio verfügt über eine Rate von einer Million Voxeln pro Sekunde und ist damit viermal schneller als das zweitbeste System seiner Klasse, der Nanoscribe Photonic Professional GT2.
Die hier gezeigte Grafik vergleicht die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) mit gängigen additiven Fertigungstechnologien in Bezug auf ihre Druckraten und erreichten Strukturgrößen. Gemessen an der absoluten Druckrate von Volumen im 2PP-basierten 3D-Druck scheint das additive Verfahren in Bezug auf die Geschwindigkeit nicht mit anderen Technologien mithalten zu können. 2PP zeichnet sich jedoch durch hohe Voxel-Druckraten im Vergleich zu den feinen Voxelgrößen aus, die sie auflösen kann und ist daher vergleichsweise schnell und hochpräzise zugleich.
Warum passt Quantum X bio optimal ins industrielle Umfeld und in Multi-User-Einrichtungen?
Mit dem hochmodernen Autofokussystem kann jedes Substrat mit höchster Präzision und wiederholbaren Druckergebnissen anvisiert werden. Drei Prozesskameras mit Live-Aufnahmen erleichtern die Steuerung und Überwachung des Druckprozesses. Ein automatischer Dispenser trägt die erforderliche Fotolackmenge auf das Substrat auf, sodass der Arbeitsaufwand im Labor insgesamt reduziert und die Arbeit mit dem System vom Büro oder Homeoffice aus möglich wird. Um den Wechsel zwischen Hardwarekonfigurationen zu vereinfachen, erkennt der Quantum X bio automatisch Druckköpfe und Substrathalter. Dank smarter Softwarelösungen können Druckaufträge über die Remote-Access-Software nanoConnectX in Echtzeit gestartet und überwacht werden, wobei auch eine einfache Bedienung direkt über den interaktiven Touchscreen des Systems möglich ist. Diese flexiblen Softwarelösungen erleichtern insbesondere die Arbeit größerer Teams mit einem einzigen oder mehreren Systemen.
Quantum X bio
Mehr Präzision im Bioprinting.
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