Einmal-Bioreaktoren im Schnellspritzgussverfahren herstellen

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„Entscheidend ist, dass es in dem Kunststoffreaktor zu einem „laminar flow“ kommt“, erklärt Prof. Hoffmeister. Dabei setzen sich die Zellen am Boden ab und werden gleichmäßig überspült, ohne dass es am Boden zu Verwirbelungen kommt. Gleichzeitig werden die Zellen mit Sauerstoff und frischem Medium versorgt, während verbrauchtes Medium abtransportiert, ein konstanter pH-Wert eingehalten wird.

Den richtigen Kunststoff finden

Die Herausforderung an die Konstruktion bestand in der richtigen Anordnung der Lamellen und der Erzeugung einer speziellen Oberfläche, die nicht zu glatt und nicht zu rau sein durfte. Konstruktionsleiter Rainer Mausolf fasst die Anforderungen an den Kunststoff und seine Oberflächenbeschaffenheit zusammen: „Die Auswahl des Kunststoffes war entscheidend, da wir konstante chemische und physikalische Bedingungen im Reaktor bieten müssen. Proto Labs hat uns bei der Auswahl sehr geholfen. Wir haben gemeinsam mehrere Polymer-Materialien ausprobiert. Die Schwierigkeit lag darin, einen Kunststoff zu finden, der sich unempfindlich gegen die Sterilisierung mit Gamma-Strahlen zeigt.“ Der Konstruktionsleiter resümiert: „Letztendlich haben wir das optimale Material gefunden, welches Proto Labs anschließend in sein Standardrepertoire aufgenommen hat. Gleichzeitig wurden unsere Anforderungen an die Oberfläche perfekt umgesetzt. Die Zellen dürfen nicht umhergespült werden und bedürfen daher einer fein gekörnten Oberfläche, auf der sie Halt finden. Erst dies macht einen standardisierten Prozess möglich. Damit die Bedingungen im gesamten Reaktor homogen bleiben, haben wir dem Reaktor einen Sondenadapter vorgeschaltet, der ständig den ph-Wert, Temperatur und Sauerstoff misst und an eine externe Steuereinheit weiterleitet.“

Fertige Teile in wenigen Tagen

Inzwischen werden sämtliche Bioreaktoren und Sondenadapter in verschiedenen Ausführungen über den „Protomold“-Service von Proto Labs im Schnellspritzgussverfahren gefertigt. Hierzu Rainer Mausolf: „Anfangs konnten wir kaum glauben, wie schnell und zuverlässig wir die Teile bekommen haben. Uns war bis dato kein Anbieter bekannt, der es innerhalb von zehn Tagen von der 3D-Modellübergabe bis zum fertigen Teil schaffte. Proto Labs hätte es sogar in fünf Tagen hinbekommen, wenn wir uns für den Express-Service entschieden hätten. Ich habe einfach mein 3D-SolidWorks-Modell auf die Internetplattform von Proto Labs hochgeladen. Sofort hat sich ein Prots Labs Techniker bei mir gemeldet, und wir haben noch wertvolle Tipps zur Realisierung bekommen. Innerhalb weniger Tage hatten wir dann die ersten Reaktoren und Adapter aus unserem speziellen Kunststoff in den Händen. Die Reaktoren waren sofort und uneingeschränkt nutzbar.“

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