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3D-Zellkulturgefäße nach Maß

Die KIT-Ausgründung 300MICRONS entwickelt und produziert 3D-Zellkultursysteme in Miniatur.

Seit knapp 20 Jahren forscht Prof. Dr. Eric Gottwald am KIT daran, wie Zellen dreidimensional kultiviert werden können. Zellkulturexperimente sind vor allem in der biologischen und pharmazeutischen Forschung und der Biotechnologie von Bedeutung.

Prof. Dr. Eric Gottwald, einer der Gründer von 300MICRONS. Auf den Bildschirmen im Hintergrund sind Aufnahmen von 3D-Zellkulturen zu sehen.

Prof. Dr. Eric Gottwald, einer der Gründer von 300MICRONS. Auf den Bildschirmen im Hintergrund sind Aufnahmen
von 3D-Zellkulturen zu sehen.

Im Gegensatz zu 2D-Kulturgefäßen, wie etwa den flachen Petrischalen, gewährleisten 3D-Kultursysteme organotypischeres Wachstum der Zellen. Somit sind Ergebnisse besser auf den menschlichen Organismus übertragbar. Die Technologie zur Herstellung der Systeme basiert auf den Arbeiten der Mitgründer Dr. Stefan Giselbrecht und Dr. Roman Truckenmüller, zwei ehemalige Mitarbeiter des KIT.

Die Idee zur Gründung eines Unternehmens hat das Team schon seit gut 15 Jahren. „Es gab damals jedoch nachweislich noch keinen Markt. Wir waren Vorreiter mit unserer Technologie“, erklärt der Biologe Gottwald. So entwickelte das Team anhand eines patentierten Herstellungsverfahrens zunächst ein Produkt für eigene Forschungszwecke. Seit einigen Jahren jedoch geht der Trend in der Grundlagenforschung sowie in der industriellen Nutzung hin zu 3D-Kultursystemen. 2014 unternahmen die drei Wissenschaftler daher einen neuen Anlauf zur Gründung. Das junge Unternehmen 300MICRONS produzierte anfangs mit eigens entwickelten Maschinen und viel Handarbeit. Schon vor der offiziellen Firmengründung konnte 300MICRONS so erste Umsätze erzielen.

Das Gründerteam brachte umfangreiches Fachwissen in das Unternehmen ein: Ingenieurstechnik, Mikrosystemtechnik, Materialwissenschaft und Biologie. „Als rein naturwissenschaftliches Gründerteam holten wir uns Unterstützung im Management, Marketing und Vertrieb. Dr. Peter Haug, der heute im Beirat des Unternehmens tätig ist, begleitete uns als Business Angel“, so Gottwald. Auch die Teilnahme an Gründerwettbewerben, beispielsweise Science4Life, habe bei der Optimierung des Businessplans und der Weiterentwicklung des Unternehmens geholfen. Gottwald schätzt zudem die Nähe zum KIT: „Neben der KIT-Infrastruktur und der monetären Unterstützung, die uns die forschungsnahe Produktentwicklung möglich machte, profitierten wir von der Beratung zur Technologieverwertung und zum Patentportfolio.“

Das Basisprodukt von 300MICRONS ist ein Foliensubstrat zur 3D-Zellkultivierung, das in Kombination mit einer sogenannten Mikrotiterplatte eingesetzt wird. Solche Platten aus Kunststoff gehören zur Standardausrüstung biologischer Labore. Die Platten sind aus mehreren ‚Töpfchen‘ von einigen Millimetern Durchmesser aufgebaut, die mithilfe von Pipetten mit Zellmaterial gefüllt werden können. Die von 300MICRONS produzierten Folien werden durch Bonden an die Mikrotiterplatten angebracht und bilden so den Boden der Töpfchen. Die Folie selbst weist winzige Vertiefungen, die sogenannten Mikrokavitäten-Arrays, von nur etwa 300 Mikrometern Durchmesser auf. Auf diese Weise entstehen winzig kleine 3D-Reaktionsgefäße, die bis zu 10.000 Zellen aufnehmen können. Das Verhalten der Zellkulturen kann zu Hochdurchsatz- und High-Content-Screening- Zwecken automatisiert mikroskopiert werden. „Die Substrate werden durch Mikrothermoformen aus zugelieferten Polymerfolien produziert. Porosität, Folienmaterial und -stärke sowie Tiefe und Geometrie der Kavitäten sind individuell nach Kundenwunsch einstellbar“, sagt Gottwald. Neben den Substraten zur 3D-Kultivierung bietet 300MICRONS auch vorkultivierte Zellen sowie Auftragsforschung auf Basis der eigenen Produkte an.

Die Herausforderungen für die Zukunft bestehen nun darin, die Unternehmensstrukturen dem stetigen Wachstum anzupassen. Die 2015 bezogenen neuen Produktionsräume und Labors bieten Platz für eine Ausweitung der Produktion. Dazu müssen neue Maschinen aufgebaut und die Produktionsstraße ein Stück weit automatisiert werden. Eine weitere Herausforderung sei die Absicherung der Zulieferung der Folien: „ Nur wenige Lieferanten bieten die Folien in den gefragten Materialien, Stärken und Eigenschaften an. Die Eigenproduktion der Folien ziehen wir für die Zukunft in Erwägung“, erklärt der Unternehmer Gottwald.

Kontakt

300MICRONS

Prof. Dr. Eric Gottwald

Daimlerstraße 35, 76185 Karlsruhe

E-Mail: info@300microns.com

Web: www.300microns.com

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