Kategoria: Luokittelematon

Only a few people know that in southern Finland the ecosystem of companies and experts in the field of additive manufacturing or more familiarly 3D printing is quite versatile in proportion to the size of the region. The ecosystem also collaborates, which can be the basis of totally new industrial solutions. Among others, the new solutions of metal printing and bioprinting serve as the trendsetters.

Additive manufacturing is becoming a great tool for the medical industry as it enables printing of unique fully customized pieces, yet at an affordable price. 3D printing technology can be used for both prototyping and production of medical instruments, surgical prototype models, as well as custom-made implants and prosthesis. Indeed, 3D printing can be used for various applications to create parts adapted to the needs or to the morphology of the patients but what if instead of inanimate objects, it could be possible to print living human body parts?

3D printing technology can be used for both prototyping and production of medical instruments, surgical prototype models, as well as custom-made implants and prosthesis.

It sounds like science fiction, but it may well become a reality in the near future. Obviously, bioprinting of tissues and organs can’t be performed with a traditional printer as 3D bioprinting is a complex process. However, if you replace the ink of your traditional desktop printer with cell-laden hydrogel bio-ink and paper with bio-paper made from ingredients such as collagen or gelatin and add a third dimension, the depth, to complement the movement in the horizontal and vertical dimensions? With these modifications, you will end up with a basic 3D bioprinter capable of dispensing living cells embedded in a supportive hydrogel matrix in a layer-by-layer fashion according to a CAD model. As the hacking of an inkjet printer is not as straightforward as it may sound and not everybody is keen to build a bioprinter of their own from the scratch, luckily nowadays there are several commercial bioprinting systems already available, as many new bioprinting companies have emerged during the past few years.

Turku-based 3DTech Ltd has launched on the market their modular Brinter™ bioprinting platform, which is the first ever bioprinter developed entirely in Finland. Modular bioprinters are cost-effective solutions offering several print heads based on different dispensing principles in a single printing platform. This allows the printing of various biomaterials with different viscosities into a single construct. The most common printing technology implemented in the majority of commercial 3D bioprinters is the extrusion-based approach due to its inexpensive assembly and operational costs. Extrusion-based printers dispense cylindrical filaments of bioinks employing either pneumatic (air pressure) or mechanical (piston) forces to deposit the bioink through a nozzle. Currently, bioprinters, such as Brinter™ can already be used in a variety of applications, such as a versatile tool for basic research in tissue engineering and regenerative medicine conducted at universities and research institutes.

The next new wave of personalized medicine will be 3D bioprinted customizable patient-specific drugs, which can be altered in terms of drug loading, the release rate, and the taste of medicine simply by changing the geometry of a tablet.

Moreover, before translating from bench to bedside, bioprinting offers a cost-effective solution for the pharmaceutical industry to shorten and enhance the productivity of the drug discovery process. Bioprinted tissue models (e.g. liver) with multiple cell types and a complex native-like physiological environment will eliminate the need to use test animals for testing drugs during the drug discovery process. In addition, bioprinting can be used to recapitulate the cancer microenvironment by precisely locating tumor cells and microcapillaries into a tumor tissue model to study cancer pathogenesis, growth, and metastasis.

The next new wave of personalized medicine will be 3D bioprinted customizable patient-specific drugs, which can be altered in terms of drug loading, the release rate, and the taste of medicine simply by changing the geometry of a tablet. Ultimately, in the long run, the bioprinting technology will provide inspiring solutions to address the shortage of organs for transplantation. As further progress is achieved in the field of biomaterials, bioprinting techniques, and cell technology, bioprinting will transit into clinical practice, as the printing of fully functioning tissues and organs becomes a reality.

The global market for 3D bioprinters has a value of approximately $774 million and is expected to grow at a compound annual growth rate (CAGR) of 18.8% between 2017 and 2025. Furthermore, it is estimated that by 2027 there will be over 5,000 3D bioprinting platforms installed worldwide, giving a unique opportunity to innovative 3D bioprinting rookies, such as 3DTech, to thrive and dislodge the current industry leaders. Undoubtedly, bioprinting will be the next trend in healthcare and personalized medicine.

Sanna Turunen,
D.Sc. (Tech.) in Biomedical Sciences and Engineering,
Product Manager,
3DTech Ltd,
Finland

Postdoctoral Researcher,
Tampere University,
Finland

Expert article 2523

Artikkeli on julkaistu alun perin Baltic Rim Economies -julkaisussa 29.5.2019. Pääset julkaisuun tästä.

3DTech Oy järjesti yhteistyössä kumppaniensa kanssa 19.3. Vierailukeskus JOESSA sidosryhmätilaisuuden, jossa oli mahdollisuus tutustua ainetta lisäävän valmistuksen tulevaisuuden näkymiin. Yleisö sai nauttia erinomaisesta kattauksesta alan tuoreinta tutkimustietoa ja alan yritysten kuulumisia.

Tilaisuuden avasi itseoikeutetusti LUT:n professori Antti Salminen, joka kertoi metallien ainetta lisäävän valmistuksen trendeistä ja tulevaisuuden näkymistä teollisuudessa ja tutkimuksessa. Samasta teemasta jatkoi VTT:n tutkija Antti Vaajoki. Tilaisuudessa kuulumisia kertoi keynotien lisäksi neljä Turun seudun 3D-yrityksen edustajaa. EOS:n puheenvuoron piti tj. Olli Nyrhilä, Ajatecin tj. Dan Björklöf, Protohousen tj. Jari Surakka ja 3DTechin CSO Keijo Koskinen.

Tilaisuus oli avoin ja se tarjosi mahdollisuuden osallistua, kysyä ja verkostoitua alan toimijoiden kanssa. Paikalla oli tuvan täydeltä ammattilaisia teollisuudesta, suunnittelusta ja korkeakouluista. Esitysten lisäksi osallistujilla oli mahdollisuus keskustella asiantuntijoiden ja muiden paikalla olleiden kanssa sekä nähdä yritysten tuomia 3D-tulosteita.

Turun seudun 3D-ekosysteemi on seutukunnan kokoon suhteutettuna monipuolinen ja sen osaamista voisi hyödyntää teollisuudessa paljon nykyistä enemmän. Nyt järjestetyn tilaisuuden innoittamana on tarkoitus järjestää vastaavia tilaisuuksia myös jatkossa.

Verkoston tavoitteeksi on hyvä asettaa 3D-teknologiaan perustuvien, teollisia prosesseja tehostavien ratkaisujen ja kokonaan uusien arvonluonnin tapojen hakeminen. Älykkäät ja resurssiniukat ratkaisut piilevät usein toimialojen rajapinnoilla. Siksi on tärkeää, ettemme keskity vain hienoon teknologiaan, vaan haemme sille järkeviä ja asiakastarpeista lähteviä uusia käyttökohteita.

Näin lausahti pöydän toisella puolella istunut nuori tuotantoinsinööri, joka tutkiskeli kollegoineen tarkkaan tapaamiseen tuomiamme lämpimäisiä, nylonista HP:n Jet Fusion 3D-tulostimella tulostettuja mallikappaleita. Osat oli 3D-tulostettu asiakkaan pari päivää aiemmin lähettämiä step-tiedostoja hyödyntäen.

Vastaavia mukavia tapaamisia olen ilokseni viime kuukausien aikana päässyt kokemaan muitakin, kun olen kiertänyt tapaamassa asiakkaitamme ja prospekteja. Asiakkaanamme on monia yrityksiä, joille 3D-tulostaminen on arkipäivää, ja he osaavat vaatia laatua, toimitusnopeutta sekä sopivaa hintatasoa – niin kuin pitääkin. On ollut toisaalta mukava kohdata prospekteja, mahdollisia tulevia asiakkaitamme ja keskustella heidän kanssaan 3D:n mahdollisuuksista.

Yllättävän moni yritys ei vielä ole ehtinyt tutustua mahdollisuuksiin, joita ainetta lisäävä valmistus voi heille tarjota. 3D-printatuilla tuotteilla voi esimerkiksi moni, hyvin erityyppisiä tuotteita valmistava yritys demota tuotekehitys- ja myynnin aloitusvaiheessa lopullisia muotoja ja käytettävyyksiä asiakkaidensa kanssa ennen usein varsin kalliin ja tekemisen tiettyyn uomaan lukitsevan valumuotin valmistusta. 3D tarjoaa ratkaisun myös elinkaaren toiseen päähän. Kun osista on olemassa 3D-tiedostot, niitä ei tarvitse varastoida, vaan tulostaa tarvittaessa.

3D:n nopeus ja valmistettujen tuotteiden laatu on kehittynyt erittäin nopeasti. On ennakoitu, että tulostusmateriaalien kilohinnat tulevat laskemaan tuotannon lisääntyessä, mikä tuo tulosteet kilpailukykyisiksi vaihtoehdoiksi entistä laajemmille käyttäjäryhmille.

Se mikä tulee monelle yllätyksenä, on että isoin osa 3DTechin tuotannosta ei ole pikamalleja tai demovaiheen osia vaan itse asiassa asiakkaan sellaisenaan käyttämiä lopputuotteita osana heidän muilla tavoin valmistettua tuotantoaan. 3D valtavirtaistuu ja hakeutuu uusille alueille. Sen ”ekologinen lokero” osana suunnittelun ja tuotannon suurta virtaa ei ole tulevaisuudessa enää kapeissa marginaalisissa kohdissa ketjua.

Jotkut asiakkaamme ovat keksineet hyödyntää 3D:llä valmistettuja osia tehostamaan tuotantoaan. Teemme melkein joka viikko esim. erilaisia räätälöityjä jigejä ja tuotannon apuvälineitä. Ne ovatkin kiinnostava osa 3D:n hyödyntämisen kokonaisratkaisuja. Itseäni kiinnostavat eniten 3D:n mahdollisuudet tulevaisuuden tuotantoprosessien rakentamisessa.

Minulla on kaksi hattua, joista toinen on tämä 3DTechin ratkaisumyynti. Se toinen hattu liittyy työhöni tulevaisuuden parissa Turun yliopiston Tulevaisuuden tutkimuskeskuksessa. Paras tapa vaikuttaa tulevaisuuteen on tehdä sitä itse. Siksi olen innostunut molemmista töistäni. 3D-tulostetaan yhdessä tulevaisuutta – kerros kerrokselta.

Keijo Koskinen, CSO

Marraskuun uutiskirjeessämme tietoa kapasiteetinlisäyksestä, uudistetuista verkkosivuistamme sekä jännittäviä julkistusuutisia biotulostuksen saralta

Helteinen kesä on ohi ja syksy menee vauhdilla eteenpäin. Paljon on taas tapahtunut ja tapahtuu. Syyskuun uutiskirjeessä esittelyssä uusi ratkaisumyyjämme, tietoa tulevasta kapasiteetinlisäyksestä, tarinaa Alihankinta-messuista ja niihin liittyneen suunnittelukilpailun voittajasta, sekä hiukan myös verkkosivujemme uudistuksesta. Uutiskirjeeseen pääset klikkaamalla tästä.