Technologievergleich beweist: Puredyne dosiert präziser und effizienter als Spritzenpumpen
Mit seiner Forschung rund um die Themen Bioprinting und beispielweise peripheren Gefäßerkrankungen zählt Jun.-Prof. Dr. Tomasz Jüngst zu den aktivsten Wissenschaftlern auf diesem Sektor. Er lehrt und forscht am Universitätsklinikum Würzburg, Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde, kurz auch FMZ genannt, und hat sich auf Bioprinting und Biofabrication spezialisiert. Ein enger Austausch zu Puredyne besteht bereits seit mehreren Jahren. Das jüngste Projekt galt einem Technologievergleich zum Druck verschiedener Tinten. Jüngst und seine Forschungsgruppe, zu der auch die Studierenden Shiva Rahmani und Franz Moser gehören, fragten das gesamte Equipment bei Puredyne an; die Puredyne Ingenieure halfen lediglich bei der grundlegenden Implementierung an der Universität. Danach schlossen sich die Türen, da der Stand der Forschung bis zur nächsten Publikation ein streng gehütetes Geheimnis ist und bleiben soll. Die Ergebnisse teilte Jüngst mit den Ingenieuren von Puredyne, die sich damit in Ihren Entwicklungen bestätigt sehen.
Im Labor soll durch mehrere Versuchsreihen geklärt werden, wie sich unter anderem das sehr gut druckbare Referenzmaterial Pluronic F-127 mit einer Konzentration von 30 % (20 °C) mit den beiden Technologiearten drucken lässt. Verglichen wurden Spritzenpumpen mit Puredyne Druckköpfen. Erstere basieren auf dem Wirkmechanismus, ein Medium pneumatisch extrusionsbasiert aus einer Kartusche auszupressen. Puredyne kombiniert die bewährte Exzenterschneckentechnologie mit dem patentierten Kartuschensystem. Jüngst zeigt im Rahmen seiner Forschung von jeher Interesse an der Exzenterschneckentechnologie und die Forschenden führten zwei Versuchsreihen mit Spritzenpumpen und Puredyne Druckköpfen durch: In der ersten Versuchsreihe wurden 50 µl Pluronic F-127 bei einem Volumenstrom von 150 µl/min dosiert; worauf eine 10-sekündige Pause folgte, um danach weitere 50 µl zu dosieren. In der zweiten Reihe wurde die Pausensequenz auf 30 Sekunden ausgeweitet; die dosierte Menge und der Volumenstrom blieben identisch. Im Versuch konnte nachgewiesen werden, dass bei Verwendung der Puredyne Druckköpfe keine Vorextrusion nötig ist, um den Prozess zu stabilisieren. Zudem zeigten die Versuchsreihen, dass Wartezeiten bei Spritzensystemen die Abweichungen erhöhen, was sich negativ auf die Präzision auswirkt (siehe Abb. 1).
Die Druckköpfe von Puredyne hingegen drucken unabhängig von Stillstands- bzw. Pausenzeiten konstant präzise und dosieren unabhängig von der Dosierdauer mit minimaler und vor allem gleichbleibender Standardabweichung, während sich diese bei Verkürzung des Dosierintervalls bei Spritzenpumpen sogar erhöht (siehe Abb.2).
Da ein Großteil aller verwendeten Anlagen aktuell noch mit Spritzenpumpen oder ähnlichen Dosiersystemen arbeiten, könnten die Puredyne Druckköpfe durch die Steigerung der Dosierpräzision und die Konstanz der Materialausgabemenge einen Paradigmenwechsel einleiten. Für Bioprinter-Hersteller, Forschungscluster und natürlich Universitäten lassen sich basierend auf der Puredyne Technologie damit erwiesenermaßen Forschungsaktivitäten beschleunigen und gleichzeitig eine Materialverschwendung vermeiden, was sich positiv aufs Budget auswirkt.
Für Fragen zu Anwendungsmöglichkeiten steht das Puredyne-Team gerne zur Verfügung.