GeSiM – Bioinstrumente und Mikrofluidik

Die GeSiM Mikrokontaktdruck-Technologie ist Teil aller Geräte: Das kostengünstige µCP Core für Lichtmikroskope in Ihrem Labor, das populäre µCP4.3 mit programmierbarer Stempelverwaltung sowie das µCP6.3 für automatisierte Kante-an-Kante Drucke im Schachbrettstil:

Mikrokontaktdruck von Fibronektinstrukturen
Beschichtungen mit Fibronektin sind üblich um die Adhäsion von Zellen an Oberflächen zu verbessern. Mikrokontaktdruck ermöglicht die partielle und gut definierte Präparation von Oberflächen. Hier wurden Nabelschnur-Stammzellen an kontakt-gedruckten Fibronektin-Quadraten kultiviert…

Mikronadel Arrays mittels NIL (Nano-Imprint-Lithography)
Die GeSiM Mikrokontaktdrucker können 3D-Objekte wie Mikronadeln mit großem Höhen-Seiten-Verhältnis erzeugen. Mikronadel Arrays sind ein populäres Forschungsfeld für die alternative subkutane Applikation von Medikamenten…

Nanoplasmonische Sensorstrukturen durch NIL
Die Detektionsleistung der label-freien SPR kann durch nanostrukturierte Oberflächen, erzeugt durch NIL (Nano-Imprint-Lithographie), verbessert werden. Dieses Kundenprojekt beschäftigt sich mit dem Design eines Abwassersensors…

Pikoliter Wells für die Zellbiologie
NIL mit UV-härtbaren Klebstoffen ermöglicht die Herstellung von Pikoliter Wells für Einzelzelluntersuchungen…

NIL von Mikro-Wells mit Verbindungskanälen
Hier werden durch NIL erzeugte Mikrostrukturen für elektrische Aktivitätsmessungen vorgestellt. NIL wurde eingesetzt um sowohl die Wells wie auch die Verbindungskanäle herzustellen…

BioScaffolder ist der Name der GeSiM Biodrucker Serie. Alle Geräte bieten eine hohe mechanische Genauigkeit und Druckköpfe mit drei oder vier präzisen Tool-Achsen. Eine große Auswahl an austauschbaren Extrusionswerkzeugen sowie optischen Tools sichert die Flexibilität die Sie für Ihre Forschung benötigen:

Bioaktive Organisch/Anorganische Hybrid-Scaffolds durch Thermo-Druck
Bioaktive Hybridmaterialien, z.B. Gemische aus PCL und Glas, haben ein großes Potential zum Nachbau künstlicher Knochen. Die viskoelastischen Eigenschaften solcher Materialien können jedoch die additive Fertigung (AM) schwierig gestalten. Ein Team am LPC (Universität Clermont, Frankreich) nutzt den HT-Extruder am BioScaffold Printer BS3.2 erfolgreich und druckte solche Materialkomposite erstmals nach Vorlage von CAD-Daten…

Melt Electro Writing von Milchprotein/PCL Gemischen für die Hautregeneration
Der Einfluss von Milchproteinen auf die Eigenschaften von PCL wurde am Institut für Bioengineering der Universität Otago, Neuseeland, untersucht. Schwerpunkt war dabei die Nutzung der MES-Einheit des GeSiM Biodruckers BioScaffold Printers BS3.1. Die verwendeten Milchproteine, Lactoferrin und Molkeneiweiß, sollen die biologische Funktionalität von PCL verbessern…

Stammzellen und Melt-Electro-Writing Scaffolds
In einem weiteren Projekt an der Universität von Otago, Neuseeland, wurde der Einfluss der Porengröße auf das Wachstum und die Vermehrung mesenchymaler Stammzellen untersucht. Die Zellen wurden dazu in einer Art „Sandwichstruktur“ platziert, welche aus verschiedenen Teilen sehr dünner, durch Melt Electro Writing erzeugter PCL Scaffolds besteht. Eine neue Methode für die Erfassung der Zellproliferation in durchscheinenden Scaffold-Strukturen wurde entwickelt…

PCL/PEG Gemische für Tissue Engineering
Ein Kunde an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen (FAU) konnte die Eigenschaften von PCL für die Herstellung künstlicher Gewebe durch Zugabe von PEG verbessern. Diese Biopolymere sollten mit Blick auf eine schnellere Degradation/ Massenabbau bei Kontakt mit Körperflüssigkeit optimiert werden. Für diese Studie wurden 2-Phasen-Scaffolds verwendet, mit PCL/PEG Gemischen für verbesserte mechanische Stabilität sowie Hydrogelen für die Aufnahme von Zellen…

Stränge und Kapseln
Eine Gruppe von der FAU Erlangen mischte mit Zellen angereicherte Kapseln und Hydrogele vor dem Druck. Verschiedene für die Knochenregeneration wünschenswerte Komponenten, z.B. Zellen und bioaktive Proteine, können sowohl in Kapseln wie auch in Stränge eingebunden werden. Dies erlaubt die Kompartimentierung von Komponenten und erhöht die Flexibilität bei der Modifizierung der Scaffolds…

Das künstliche Trommelfell per Melt Electro Writing (MEW)
Forscher am Zentrum für Translationale Weichgewebeforschung der TU Dresden stellten dünne Netze aus PCL mittels Melt Electro Writing her. Dabei wurden unter Hochspannung Fäden von 10 µm bis 15 µm Durchmesser zu vorprogrammierten Mustern extrudiert. Die aus bis zu sechs Lagen bestehenden Netze wurden anschließend mit Keratinozyten besiedelt und deren Anwachsverhalten untersucht…

Grüner Biodruck
Ein Team der Technischen Universität Dresden druckte Hydrogel-Zell-Suspensionen mit Algen wie auch Säugetier-Zellen. Die gemeinsame Kultivierung von Algen und menschlichen Zellen in geschlossener Umgebung erlaubte die nachhaltige Versorgung mit Sauerstoff sowie sekundären Metaboliten mit therapeutischem Potential für die menschlichen Zellen ohne Notwendigkeit externer Versorgung. Die Fabrikation strukturierter Co-Kultur-Scaffolds kann einfach durch 2-Kanal-Drucken realisiert werden…

Alginat/Methylzellulose Gemische (Alg/MC)
Die sofortige Kreuzvernetzung von Alginaten nach den Drucken kann vermieden werden – gemäß einem Ansatz von Forschern an der Technischen Universität Dresden. Der Zusatz von Methylzellulose (MC) zu niedrig konzentriertem Alginat führt zu einer verbesserten Viskosität und somit verbesserten Druckbedingungen…

Eine Anwendung für Alg/MC: Der Biodruck funktionaler Langerhans’scher Inseln
Methylzellulose (MC) verbessert auch die Mikroporösität gedruckter Alginatstränge, und somit deren Durchlässigkeit für Zucker und Insulin. Die gleiche Arbeitsgruppe an der TU Dresden nutzte dies, um 3D Scaffolds mit Langerhans’schen Inseln zu drucken und zu kultivieren. Dabei wurden sowohl deren Lebensfähigkeit wie auch deren Funktion bestätigt…

Biodruck: Die Zukunft der Chirurgie?
Im Rahmen eines Verbundprojektes mit der TU Dresden wurde ein Scaffold-Modell eines Kahnbeinknochens mit Kalzium-Phosphatzement (CPC) gedruckt. Die zum Drucken erforderlichen STL-Daten wurden per Segmentierung aus CT-Daten gewonnen. Der Kahnbeinknochen wurde anschließend aus dem Gesamtdatensatz isoliert, um genau den zu druckenden Teil zu erhalten…

As FAST as Possible
Aufgabe des EU geförderten Konsortiums (Horizon 2020) war die Optimierung von inneren wie Oberflächeneigenschaften von Scaffold-Materialien für Implantate. GeSiM’s Aufgabe bestand in der Entwicklung eines Hochleistungs-Spritzenextruders für den Druck von Polymergradienten durch ein einzelnes Werkzeug und innerhalb eines Layers. Im Weiteren adaptierte GeSiM den NADIR Plasma-Pen an einen BioScaffold-Drucker BS5.1. Der Plasma-Pen ist nun kompatibel zu allen anderen GeSiM Biodrucker Tools…

Der BioSyntheSizer ist ein Pipettierroboter mit vielen zusätzlichen Features. Er wird auf Kundenwunsch konfiguriert, z.B. mit den piezoelektrischen GeSiM Pikoliterpipetten, Tube-Manipulatoren, Reaktionskammern, Reinigungssäulen und mehr:

Synthese von Hydrogelen
Hydrogele sind wichtige Komponenten von Biotinten für Tissue Engineering. Chemisch funktionalisierte Hydrogele mit verbundenen Peptiden können spezifische zellulare Funktionen induzieren. Hier wurde die große BSyS 5.1/E Plattform für die Maleimid-Chemie verwendet…

Chemische Synthese im Array-Format
Die kleine BSyS 3.1 Plattform wurde für die Aufnahme von SBS Wellplatten, Tube Racks sowie kundenspezifischer Durchflusszellen zum Waschen von Glas Slides  konfiguriert. Die Kombination von Waschen, Pipettieren und Arraydrucken ermöglicht „schaltbare“ Oberflächen für verschiedene chemische Reaktionen, z.B. die Peptidsynthese…

Sol-Gel Umwandlung eines Hydrogeles für den Biodruck
Der BSyS3.1 Werkzeugkopf betreibt Kapillaren verschiedener Größen für die Aufnahme und Dosierung suspendierter Kollagen-Fasern. Während dieses Vorganges durchläuft das Material einen Gelierprozess und es entsteht eine gut geeignete Biotinte für den nachfolgenden 3D-Druck…

Die MicCell ist ein vielseitiges Toolkit zur Herstellung von Prototypen für optisch transparente mikrofluidische Chips. Sie umfasst sowohl kundenspezifische Durchflusszellen als auch das Fluidkontrollsystem FluidProcessor. Mikrofluidische Komponenten des Kunden können ebenfalls eingebunden werden:

Folienbasierte Mikrofluidik für die Abwasseranalytik
Neben PDMS erlauben auch lasergeschnittene Folien die Stapelung mikrofluidischer Ebenen in einem MicCell Aufbau. Hier wurde ein autologes mikrofluidisches System für die Abwasseranalytik entwickelt…

Eine folienbasierte Mehrebenen-Durchflusszelle zur Untersuchung von Gradienten
Geschnittene und membranseparierte Folienchips wurden in einem MicCell Aufbau verwendet um kanalgebundenes Kollagen unterschiedlichen Zellkonzentrationen auszusetzen…

Detektion biologischer Verunreinigungen in Abwasser
Ein folienbasiertes MicCell-System wurde für die Abwasser-Analyse entwickelt unter Verwendung genetisch modifizierter Hefezellen…

Biofilme und Biofouling
Hier wurde die MicCell Plattform für die Verwendung von Antifouling Beschichtungen auf transparenten Oberflächen verwendet…

Jahrzehntelange Erfahrung machen GeSiM zu einem professionellen Partner für Entwurf und Herstellung mikrofluidischer Bauelemente. Die zugeschnittenen Produkte passen sowohl zu unseren Fluidkontrollsystemen wie auch zu unseren Pipettiergeräten:

Folienbasierter Multi-Organ Chip
Im Rahmen eines Verbundprojektes wurde eine Durchflusszelle entwickelt, in welcher Überdruck bzw. Vakuum auf Zellen bzw. Organoide appliziert werden kann um z.B. die Differenzierung von Chondrozyten zu überwachen. Reagenzien werden über einen externen FluidProcessor zugeführt. Die Durchflusszellen sind auf einem Roboter platziert (Mikrofluidische Workstation), so das Proben von 96-well Platten zur Durchflusszelle transferiert werden können. Der Werkzeugkopf des Pipettierroboters ist mit Kameras für optische Messungen ausgestattet.

Siliziumbasierter Multi-Organ Chip
In Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut IWS Dresden wurde ein Multi-Bioreaktor Chip entwickelt. Er soll Studien ermöglichen zur Interaktion verbraucherrelevanter synthetischer oder natürlicher Substanzen mit dem menschlichen Körper in seiner natürlichen Umgebung und mit seinen individuellen genotypischen Eigenschaften…