22.05.2019

Biologisches Gewebe per 3D-Druck

Stuttgart – Biologische Implantate im 3D-Druckverfahren herzustellen, daran arbeitet das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart. Nun hat das Forscherteam die Grundlagen für die Entwicklung knochenartiger Gewebestrukturen mit Anlagen erarbeitet.

Schicht für Schicht drucken die Wissenschaftler Flüssigkeiten, bestehend aus Biopolymeren wie Gelatine oder Hyaluronsäure, wässrigem Nährmedium und lebenden Zellen, bis ein 3D-Objekt entstanden ist, dessen Form zuvor programmiert wurde. Die Biotinten werden nach dem Druck mit UV-Licht bestrahlt, wobei sie zu Hydrogelen, sprich wasserhaltigen Polymernetzwerken, vernetzen.
In Kooperation mit der Universität Stuttgart sei es unlängst gelungen, zwei unterschiedliche Hydrogel-Umgebungen zu schaffen, teilt die Fraunhofer-Gesellschaft mit: Zum einen festere Gele mit mineralischen Anteilen, um Knochenzellen bestmöglich zu versorgen. Und zum anderen weichere Gele ohne mineralische Anteile, um Blutgefäßzellen die Möglichkeit zu geben, sich in kapillarähnlichen Strukturen anzuordnen. „Auf Basis ihres verfügbaren Materialbaukastens konnten die Forscherinnen und Forscher Knochentinte herstellen – die darin verarbeiteten Zellen sollen in die Lage versetzt werden, das Originalgewebe zu regenerieren, also selber Knochengewebe zu bilden“, teilt die Fraunhofer-Gesellschaft mit.
Die Vaskularisierungstinte bilde weiche Gele, in der sich Kapillarstrukturen etablieren konnten. Hierbei würden Zellen, die Blutgefäße bilden, in die Tinten eingebracht. Die Zellen bewegten sich, wanderten aufeinander zu und formten Anlagen von Kapillarnetzwerken aus kleinen röhrenförmigen Gebilden. „Ohne Vaskularisierungstinte ist erfolgreicher 3D-Druck von größeren Gewebestrukturen vermutlich nicht möglich“, sagt Dr. Achim Weber, Leiter der IGB-Gruppe „Partikuläre Systeme und Formulierungen“.
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