Felix BIOprinter - Bio-3D-Drucker

FELIXprinters ist ein niederländischer Designer und Hersteller von professionellen 3D-Druckern für innovative Anwendungen in den Bereichen Bildung, Forschung und Entwicklung, Produktion und Produktentwicklung. Eines ihrer Sonderprodukte ist der flexible und anpassungsfähige BIOprinter, der speziell für die Extrusion einer breiten Palette von Materialtypen (z. B. Biotinten) und Viskositäten (bis zu 64 000 Centipoise) für Forschungszwecke im Bereich des Bioprinting entwickelt wurde.

Der BIOprinter wurde zusammen mit einem Early Stage Researchers Team von training4crm und der Europäischen Kommission in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dänemark entwickelt und durch das Programm Horizont 2020 der Europäischen Union (H2020-MSCA-ITN-2016) im Rahmen des Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network und der Finanzhilfevereinbarung Nr. 722779 finanziert.

Video 1: Vorstellung des revolutionären BIOprinters. Quelle: FELIXprinters.

Das einzigartige Design des BIOprinters ermöglicht das gleichzeitige Bedrucken desselben Teils mit zwei verschiedenen Materialtypen dank der leicht austauschbaren 2 Druckköpfe (Dual Head Dispensing). Jeder Druckkopf kann jede handelsübliche 5 ml Luer-Lock-Spritze anstelle von teuren Markenprodukten verwenden, was die Betriebskosten erheblich senkt. Der präzise Rückzugsmechanismus mit einem hochwertigen linearen Schrittmotor sorgt für einen korrekten Materialfluss und eine korrekte Dosierung sowie dafür, dass kein Material ausläuft. Der Extruder, der nicht in Gebrauch ist, hebt sich, um zu verhindern, dass die Nadel mit dem gedruckten Objekt kollidiert, wodurch Druckfehler und Kreuzkontaminationen vermieden werden. Der BIOprinter kann auch leicht an standardisierte Petrischalen, Wellplatten und Kulturplatten angepasst werden, so dass es keine Einschränkungen bei der Art der zu verwendenden Instrumente und Materialien gibt.

Bild 1: Die doppelten Dosierdruckköpfe sind leicht austauschbar und mit jeder Standard-5-ml-Luer-Lock-Spritze kompatibel. Quelle. FELIXprinters.

Der BIOprinter ist nicht nur ein offenes System (kompatibel mit allen Arten von Laborgeräten und -ausrüstungen wie Spritzen und Petrischalen), sondern auch ein offenes Material. Einige der Biotinten und Gelatinen, die mit dem BIOprinter von FELIXprinters kompatibel sind, sind die BIO INX-Materialien, die sich ideal für Anwendungen in der regenerativen Medizin oder für das Screening von Medikamenten und Kosmetika eignen, oder die fortschrittlichen Claro-Gelatinen für das Tissue Engineering.

Video 2: Eine mit dem BIOprinter und einem Claro-Bio-Gel 3D-gedruckte Matrixstruktur. Quelle: FELIXprinters. 

Die Spritze und das Druckbett des BIOprinters können Temperaturen von 4-75 ºC erreichen (effiziente und schnelle Kühlung/Heizung), und das optionale Hochleistungs-UV-Härtungsmodul (365 nm) erfüllt die doppelte Aufgabe, den Druckbereich zu sterilisieren (der Drucker selbst ist vollständig sterilisierbar) und das lichtempfindliche Material bis zur gewünschten Konsistenz auszuhärten. Für zusätzlichen Schutz kann optional eine UV-blockierende PC/PETG-Abdeckeinheit erworben werden. Das Druckbett und die Düsen werden automatisch nivelliert und mit hoher Genauigkeit kalibriert, um jederzeit eine perfekte erste Schicht zu gewährleisten, und der Drucker meldet, wenn das Material in der Düse aufgebraucht ist. Die Druckplatte des BIOprinters ist eine Aluminium-Sandwichplatte mit einer Stahlflexplatte, aber es ist auch möglich, eine optionale Einheit für ein homogen temperiertes Druckbett (3-45 ºC) zu erwerben.

Bild 2: Die Druckköpfe, die Druckplatte und das UV-Modul des BIOprinters. Quelle. FELIXprinters.

Der BIOprinter bietet ein Bauvolumen von 130 x 210 x 130 mm, eine Baugeschwindigkeit von 20 mm/s (abhängig von der Materialviskosität), eine Auflösung von 1.6 Mikrometer (XY) und 0.5 Mikrometer (Z), eine Schichtauflösung von bis zu 50 Mikrometer und eine typische Druckgenauigkeit von ± 0.05 mm für Teile unter 20 mm Größe. Mit dem BIOprinter ist es möglich, selbst bei sehr empfindlichen und kleinen Teilen eine hohe Detailgenauigkeit zu erzielen.

Bild 3: Die einfache, aber leistungsstarke Benutzeroberfläche des BIOprinters. Quelle. FELIXprinters.

Der BIOprinter ist vollständig kompatibel mit der branchenüblichen und marktführenden Laminiersoftware Simplify3D (Software beim Kauf mit vorkonfigurierten Einstellungen enthalten) und STL-, OBJ- und 3MF-Dateien. Der BIOprinter wird über einen handlichen, aber leistungsstarken Touchscreen mit einer benutzerfreundlichen Oberfläche und einem integrierten Druckserver gesteuert. Dank dieser Funktion können Dateien über eine drahtlose Verbindung überwacht, synchronisiert und von verschiedenen Benutzern gemeinsam genutzt werden, wodurch sich der BIOprinter ideal für Anwendungen in 3D-Druckerfarmen eignet. Dank des 2-MP-Kameramoduls, das über ein Smartphone oder einen PC zugänglich ist, ist auch eine erweiterte Kontrolle und die Erstellung von Zeitraffervideos möglich. Während des Drucks werden auf dem Bildschirm des Druckers die Dauer des Drucks, die voraussichtliche Fertigstellungszeit, Informationen zur Kalibrierung sowie Kurzanleitungen angezeigt.

Um den BIOprinter noch vielseitiger zu machen, hat FELIXprinters darauf geachtet, das gesamte Ökosystem so aufrüstbar, flexibel und anpassungsfähig wie möglich zu gestalten. In Kombination mit den für die Konstruktion verwendeten industrietauglichen Materialien macht dies den BIOprinter zu einem äußerst nachhaltigen Gerät, das ein Leben lang hält und die Anforderungen einer breiten Palette von Forschungsanwendungen erfüllt, ohne unnötige Kosten zu verursachen. Mit dem BIOprinter ist es möglich, empfindliche Objekte mit großer Genauigkeit zu drucken und wirklich bahnbrechende Forschung zu betreiben, ohne dass es zu Einschränkungen oder übermäßigen Investitionen kommt.