Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSEinsatz von Stapelautomaten zur Herstellung von Organ-on-Chip-Systemen mit integrierten TEER-Elektroden und Membranen für Barrieremodelle
Organ-on-Chip Systeme (OoC) sind mikrofluidische Bauteile, die lebende Zellen in einer 3D-Umgebung kultivieren, um die Physiologie und Funktionen menschlicher Organe zu simulieren. Diese Systeme werden verwendet, um biologische Prozesse zu studieren, Medikamententests durchzuführen und Krankheiten zu erforschen.
Der Erfolg der OoC-Technologie hängt nicht nur von der Integration verschiedener Funktionen, sondern auch von der Skalierbarkeit der Herstellungsprozesse ab. In dem Maße, wie OoC-Bauteile vom Laborprototypen zur industriellen Forschung übergehen, wird ihre Produktion in hohen Stückzahlen kritisch. Die Skalierbarkeit in der OoC-Fertigung geht über die Replikation von Geräten hinaus – es geht um die Aufrechterhaltung der Modellgenauigkeit bei gleichzeitiger Erfüllung steigender Produktionsanforderungen. Aufgrund ihrer einfachen Implementierung und Integration könnte das Stapeln mehrerer strukturierter Schichten – so wie es bei der Herstellung von LTCC-Keramiken Standard ist – eine geeignete Herstellungsmethode sein. Bei diesem Herstellungsverfahren werden die einzelnen Polymerschichten strukturiert, funktionalisiert, ausgerichtet und zu einem integrierten System verbunden. Die aufwändigsten Fertigungsschritte, nämlich die Montage und Integration, wurden daher auf halbautomatische Stapelmaschinen übertragen, die für die Herstellung von Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) verwendet werden und die Integration einer Vielzahl von Funktionen ermöglichen. Diese Flexibilität erlaubt es, schnelle und unkomplizierte Designänderungen vorzunehmen. Die Verwendung von Standardformaten und -abständen erleichtert die Integration von Substraten, die auf unterschiedlichen Maschinen verarbeitet oder von verschiedenen Anbietern geliefert werden.
