Organs-on-a-Chip

Jahr

2026

Idee

Die automatisierte Herstellung von Organs-on-a-Chip soll die Entwicklung von Arzneimitteln verkürzen.

Ziel

Ein Bioprinter druckt menschliches Zellmaterial auf einen Mikrofluidik-Chip, das zu einem organähnlichen Stück Gewebe heranwächst. Mit Organs-on-a-Chip-Systemen können Medikamente frühzeitig getestet werden.

Technische Daten

• Diffusion Bonded Manifold
• SupraMotion
• Steuereinheit
• Druck-Vakuum-Generator
• Mediengetrenntes Magnetventil
• Elektrische Achse
• Servoantriebsregler
• Drop-on-Demand-Technologie

Hintergrund

Die Entwicklung neuer Medikamente ist langwierig und teuer: Neue Wirkstoffkandidaten durchlaufen zunächst vorklinische Studien an Zellkulturen und Tieren. Nur wenige werden schließlich am Menschen getestet, wobei derzeit etwa vier von fünf scheitern. Grund ist die oft schlechte Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den menschlichen Organismus. Mit Organs-on-a-Chip-Systemen lassen sich Wirksamkeit und Nebenwirkungen deutlich früher testen, sodass Tierversuche minimiert und ungeeignete Wirkstoffkandidaten schneller aussortiert werden können.

Funktion

In dem Mikrofertigungsverfahren werden Zellen zielgenau auf Polymer- oder Kunststoffträger angeordnet und kultiviert. Ihre Versorgung erfolgt über feine Kanäle, wobei Strömungen und Konzentrationsgradienten wie im menschlichen Körper herrschen. So lassen sich mechanische Einflüsse und Wechselwirkungen verschiedener Zelltypen nachbilden. Das Ergebnis sind individualisierte Organs-on-a-Chip-Strukturen, die hilfreiche Forschungsdaten liefern.

Technologie

Der Verarbeitungsprozess des Biodruckens erfolgt dank intelligenter Regelungstechnik automatisiert, berührungslos und umweltbewusst. Der über einem Magneten schwebende Mikrofluidik-Chip wird mit einem Hydrogel bedruckt, das die lebenden Zellen enthält. Nach der Vernetzung des Materials mit UV-Licht wird das System mit einem silikonbeschichteten Glasblättchen sauber verschlossen. In diesen Kanälen werden die Zellen mit Nährflüssigkeit umspült und wachsen zu einem Stück organischen Gewebes zusammen.

Bonded Manifold

Die Organs-on-a-Chip-Technologie verbindet SupraMotion mit der Bonded-Manifold-Technologie: Die mehrlagigen Verteilerplatten mit Mikrokanälen ermöglichen eine exakte Dosierung und sterile Handhabung der Flüssigkeiten. Die mit Nährlösung versorgten Zellen können im Bonded Manifold sicher transportiert werden. Das anpassungsfähige System steht für Lernen, personalisierte Medizin, Biotransformation und Kreislaufwirtschaft.

Material

Organs-on-a-Chip