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Das australische Unternehmen Fertilis konnte mit dem 3D-Druck die In-vitro-Fertilisation (IVF) verbessern. In einer Pressemitteilung erklärt UpNano, wie Fertilis durch ein neuartiges Material für den 2PP-3D-Druck eine bis zu 40-prozentige Verkürzung der Implantationszyklen erreichte. Patientinnen soll so der emotionale und finanzielle Schmerz erspart werden.
3D-gedruckte Mikroumgebung reduziert Stress für Embryo
Bei der In-vitro-Fertilisation machen Embryonen eine stressige Zeit durch, da sie während der Präimplantationsphase wiederholt wechselnden Bedingungen ausgesetzt werden. Neben dem Stress für den Embryo erhöht es auch das Misserfolgsrisiko. Deshalb sind wiederholte IVF-Zyklen erforderlich. Die Nutzung des photopolymerisierenden Materials UpFlow von der UpNano GmbH soll schnellen und präzisen 3D-Druck von Mikroumgebungen für eine neue Art dynamischer Zellkulturen ermöglichen. Die einzigartigen Umgebungen, die Fertilis für die kritische Lebensphase zwischen Befruchtung und Implantation des Embryos geschaffen hat, sollen den Stress für den Embryo reduzieren und die Erfolgsraten der IVF erhöhen. Embryonen befinden sich damit vor der Implantation in einer kontrollierten Umgebung, die weniger variabel ist.
Die dynamische Zellkultur der 3D-gedruckten Mikroumgebung kann den menschlichen Körper besser nachahmen als bisher erhältliche Produkte. Mit einem Durchmesser von 0,05 mm kann das 3D-gedruckte Mikrogerät den Kultivierungsprozess der befruchteten Eizelle präzise überwachen und steuern. IVF-Praktiker müssen somit die Zellen nicht mehr zwischen Petrischalen bewegen. Es gelang Fertilis, diese winzigen Kanäle mit einem Durchmesser kleiner als ein menschliches Haar mit UpFlow zu drucken.
Denise Hirner, Chief Operating Officer und Mitbegründerin von UpNano, erklärt den Vorteil der neuesten Erweiterung des Materialportfolios des Unternehmens:
„UpFlow bietet eine niedrigere Viskosität als jedes andere 2PP-Material mit vergleichbarer Biokompatibilität. Dies ermöglicht eine weit überlegene Nachbearbeitung, insbesondere das Spülen der sehr feinen Kanäle, um nicht polymerisiertes Material zu entfernen und die Reproduzierbarkeit von Strukturelementen sicherzustellen.“
UpNano wählte spezifische Basisharze für das UpFlow-Material aus, die die Viskosität des Materials niedrig hielten, bis eine abschließende UV-Bestrahlung das Material aushärtet und gebrauchsfertig macht. Die hohe optische Transparenz und eine sehr geringe Autofluoreszenz waren weitere Vorteile.
3D-Druck mit „NanoOne“ von UpNano
Fertilis arbeitete mit dem NanoOne-3D-Drucker, mit dem sie nicht nur die Qualität des 3D-gedruckten Mikrogeräts zum Inkubieren von Embryonen, sondern auch die Geschwindigkeit der Produktion verbesserten. Laut Marty Guavin, CEO von Fertilis, dauerte der 3D-Druck der mikrofluidischen Geräte bisher zwei Wochen, jetzt nur noch 4 Stunden. Mit dem 3D-Drucker von UpNano konnte Fertilis außerdem die Vorteile seiner adaptiven Auflösungstechnologie voll ausschöpfen. Indem sie die Fokusbreite des Laserstrahls während des Druckens modulierten, können größere und kleinere Merkmale in einem Durchgang gedruckt werden. Dadurch wird die Produktionszeit und -Qualität erhöht.
Das mikrofluidische Gerät von Fertilis besteht aus winzigen Kanälen und aus größeren Strukturen, um das Gerät mit für den Inkubationsprozess notwendigen Schläuchen zu verbinden. Der NanoOne kann über Skalen von Nanometern bis Zentimetern drucken und so alles in einem einzigen Produktionszyklus erledigen. Das verbessert den festen Sitz der Verbindungsstücke an den Schläuchen und reduziert das Risiko des Auslaufens. Die mit 3D-Druck hergestellten mikrofluidische Geräte schützen den Embryo und ermöglichen automatisierte Veränderungen des Nährmediums, das den Embryo umgibt.
Marty Guavin fügt hinzu:
„Unser Gerät ermöglicht die Befruchtung, Embryokultur und Kryokonservierung von Embryonen in einer einzigen Struktur – kein Bewegen der Embryonen mehr von Hand.“
Videovorstellung NanoOne von UpNano
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