3D-Bioprinting

Auf dem Weg zu künstlichen Geweben und Organen

Das Bundesforschungsministerium fördert ein Projekt zum 3D-Bioprinting an der Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) Jena mit 1,1 Millionen Euro.

Bioprinting

Prof. Dr. Feller mit den beiden beteiligten Doktoranden Astrid Pflieger (Zellkultivierung) und Bastian Böttcher (Drucktechnologien) | Christine Bartzsch

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Karl-Heinz Feller, Fachbereich Medizintechnik und Biotechnologie der EAH Jena, hat kürzlich die Förderung eines Projektes zur Herstellung von zellbeladenen dreidimensionalen Strukturen mithilfe des 3D-Druckverfahrens „Bioprinting“ in Höhe von 1,1 Millionen Euro durch das Bundesforschungsministerium erhalten.

3D-Fertigungsverfahren für künftige Anwendungen

Der 3D-Biodruck (3D-Bioprinting) gehört zu den vielversprechendsten biologischen Verfahren, die zur Herstellung von künstlichen humanen 3D-Organ- und Gewebemodellen verwendet werden. Mit diesem ganz neuen 3D-Druckverfahren wird es in Zukunft möglich sein, gezielter, systematischer und kostengünstiger reproduzierbare künstliche Organmodelle aus menschlichen Stammzellen herzustellen.

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Damit werden die Kompetenzen der Arbeitsgruppe auf dem Gebiet der 3D-Drucktechnologie beziehungsweise additiven Fertigungsverfahren (in Kooperation mit der Arbeitsgemeinschaft von Prof. Dr. Jens Bliedtner, Fachbereich SciTec der EAH Jena) und der Entwicklung von 3D-Zellstrukturen für den Einsatz in Lab-on-a-Chip-Systemen gewürdigt. Durch die Verknüpfung dieser Kompetenzen wird die Arbeitsgruppe wichtige Beiträge in der Forschung zur Herstellung von künstlichen Geweben und Organen leisten.

Beim Bioprinting werden weiche, gelartige Materialien, die mit Zellen vermengt sind, in dreidimensionale, computergenerierte Strukturen überführt. Die Besonderheit liegt in der Verarbeitung von mehreren Materialien, die jeweils mit Zellen unterschiedlicher Herkunft und somit auch unterschiedlichen Funktionen versehen sind.

Komplexe biologische Strukturen

Dies ermöglicht sehr komplexe biologische Strukturen, mit denen möglicherweise langfristig Gewebefunktionen nachgestellt werden können. Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt innerhalb des Projektes liegt dabei in der Einbindung von Versorgungsgefäßen (Vaskularisierung) innerhalb dieser komplexen 3D-Gerüste, um langfristig eine gleichförmige Nährstoffversorgung der Zellen zu erreichen. Hier bestehen momentan weltweit noch die größten Probleme, um die komplexen zellbeladenen 3D-Gerüste längere Zeit am Leben zu erhalten.

Die Forschungsaktivitäten werden in das kürzlich gegründete Thüringer Zentrum für Additive Technologien eingebunden und stärken somit die Thüringer Kompetenzen auf dem Gebiet der additiven Technologien im biologischen Bereich. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Feller kooperiert bei diesen Arbeiten mit Partnern in den Niederlanden, Frankreich, Israel und der Türkei.

Quelle: idw/EAH Jena, 18.08.2017