VDI 5708 Blatt 1:2025-05

Die Technologie des Bioprintings hat das Potenzial, sowohl Forschung als auch industrielle Anwendungen im Bereich der Lebenswissenschaften in den kommenden Jahren zu prägen. Diese Richtlinie stellt akademischen und industriellen Nutzerinnen und Nutzern einen Leitfaden zur reproduzierbaren Verarbeitung von Biotinten zu 2-D- und 3-D-Strukturen mittels additiver Fertigung bereit, um die Grundlage für eine bessere Vergleichbarkeit von F&E-Ergebnissen zu ermöglichen. Dabei wird in dieser Richtlinie auf das Drop-on-Demand (DOD) Inkjet-Printing fokussiert. Diese Richtlinie berücksichtigt dabei folgende Phasen des Gesamtprozesses: die Prä-Phase des Druckprozesses (Biotinten-Formulierung und Drucksystem-Qualifizierung), die Druckphase (Druckprozessdurchführung und -Kontrolle) und die unmittelbar anschließende Post-Phase des Druckprozesses (geometrische und biologische Produkt-Charakterisierung). Für alle Phasen definiert diese Richtlinie relevante Kriterien und Prüfmethoden, um damit eine objektive Überprüfung und Bewertung von Qualität und Reproduzierbarkeit für einzelne Phasen sowie den Gesamtprozess zu ermöglichen. Neben grundlegenden und allgemein gültigen Anforderungen an das Bioprinting werden im Rahmen dieser Richtlinie auch spezifische Anforderungen für ausgewählte Drucksysteme und Materialien beispielhaft erläutert. Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung von Strukturen, die der regenerativen Medizin, der Bereitstellung von Testsystemen für die pharmazeutische Industrie sowie für grundlegende zellbiologische Studien (z. B. Krankheitsmodelle) dienen können. Damit richtet sich die Richtline an die Hersteller sowie Nutzerinnen und Nutzer von Biodruckern und Biotinten.

Prä-Phase, Durchführung und Post-Phase: Der Druckprozess von Biotinten zu 2D- und 3D-Strukturen durch additive Fertigung

Transplantation künstlich erzeugter Haut direkt am Brandopfer, eine neue Ohrmuschel aus dem Bioprinter, Zellforschung am Retorten-Organ: Was nach Zukunftsmusik klingt, ist längst in der technologischen Gegenwart angekommen. Fast anderthalb Milliarden US-Dollar Umsatz verzeichnete der globale Markt für 3D-Bioprinting im Jahr 2024 – Tendenz steigend. Ob in der Medizin, in der Forschung oder für industrielle Anwendungen, Bioprinting eröffnet faszinierende Möglichkeiten, und sie werden in vielen Bereichen bereits genutzt. Der VDI trägt dieser Entwicklung mit einer Richtlinienreihe Rechnung, die sich der Biofabrikation widmet. Die Blätter der Reihe sollen Know-how vermitteln und eine zuverlässige Orientierung für Herstellerbetriebe und Anwendende von Biodruckern und Biotinten bieten. Sie stellen einen Rahmen aus Hinweisen und Anforderungen auf, an dem sich Beteiligte dieser noch vergleichsweise jungen Technologie ausrichten können. Die vorliegende Richtlinie ist als Leitfaden für die reproduzierbare Verarbeitung von Biotinten zu 2D- und 3D-Strukturen zu nutzen.

Verwendung der Richtlinie

Die Richtlinie VDI 5708 Blatt 1 bietet grundlegende Informationen zum Druckprozess, in dessen Verlauf die Verarbeitung von Biotinten zu 2D- und 3D-Strukturen durch additive Fertigung erfolgt. Die Richtlinie behandelt Mikroextrusion, Stereolithografie und Drop-on-Demand(DoD)-Inkjet-Printing. Der Fokus der Richtlinie liegt auf Produkten für die Pharmaindustrie, für die regenerative Medizin und für Forschungszwecke.

VDI 5708 Blatt 1 benennt die wichtigen Parameter und Prüfmethoden für die drei Phasen des Druckprozesses (Prä-Phase, Druckphase und Post-Phase). Sie gibt damit Handlungsanweisungen und ermöglicht eine Vergleichbarkeit von Ergebnissen. Es werden grundlegende und spezifische Anforderungen an Systeme und Materialien der Biofabrikation erläutert.

Zur Prä-Phase des Druckprozesses beschreibt VDI 5708 Blatt 1 die Formulierung und Herstellungsmethoden von Biotinten sowie mögliche Prozesseinflüsse. Die Rolle von Referenzmaterialien wird ebenso beleuchtet wie die möglichen Methoden zur Bewertung der Druckbarkeit einer Biotinte.

Es wird die Durchführung des Druckprozesses vorgestellt, wobei tabellarische Übersichten und Beispiele für eine leichte Nachvollziehbarkeit sorgen. Auch hier werden potenzielle Einflussfaktoren betrachtet und Wege zur Qualitätssicherung aufgezeigt.

Die Richtlinie VDI 5708 Blatt 1 gibt Hinweise zur Qualitätsmessung in der Post-Phase des Druckprozesses sowie zur geometrischen, mechanischen, physikochemischen und biologischen Produktcharakterisierung.

Aus dem Inhalt

• Anwendungsbereich
• Begriffe
• Formelzeichen und Abkürzungen
• Prä-Phase des Druckprozesses
• Druckprozess
• Post-Phase des Druckprozesses

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