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3D-Drucktechnologie Biologisches Gewebe additiv fertigen

Quelle: Universität Bayreuth 2 min Lesedauer

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Wissenschaftler der Universität Bayreuth haben eine 3D-Drucktechnologie entwickelt, die Hydrogele und Fasern kombiniert. Das Verfahren, ermöglicht Gewebe mit faserigen Strukturen und einachsiger Zellenausrichtung herzustellen: biologisches Gewebe aus dem 3D-Drucker.

Waseem Kitana zeigt Prof. Dr. Leonid Ionov, Professor für Biofabrikation, eine Probe.(Bild: Universität Bayreuth)
Waseem Kitana zeigt Prof. Dr. Leonid Ionov, Professor für Biofabrikation, eine Probe.
(Bild: Universität Bayreuth)

Professor Dr. Leonid Ionov, Professor für Biofabrikation an der Universität Bayreuth hat in einer Studie mit seinem Team verschiedene Arten von Hydrogelen für den 3D-Druck von Geweben getestet. Hydrogele sind wasserenthaltende und gleichzeitig wasserunlösliche Polymere, die seit Jahrzehnten in den Bereichen Tissue Engineering und Biofabrikation als Gerüstmaterialien verwendet werden. Das Tissue Engineering beschreibt die künstliche Herstellung biologischer Gewebe und wird auch Gewebezucht genannt.

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„Die in dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Herstellung von Geweben und insbesondere von Geweben mit faserigen Strukturen und einachsiger Ausrichtung der Zellen wie Binde- und Muskelgewebe“, erläutert Prof. Dr. Leonid Ionov. In ihren Tests kombinierten die Wissenschaftler zellenthaltenden Hydrogele, die auch als Bio-Tinte bezeichnet werden, mit Fasern, um einen neuartigen Verbundstoff zu erhalten. Hierzu nutzten sie den 3D-Bio-Druck mit integriertem Touch-Spinning-Verfahren. Beim Touch-Spinning handelt es sich um ein skalierbares Verfahren zur Herstellung von Fasern aus einer Polymerlösung oder –schmelze.

Die in dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für die Herstellung von Geweben und insbesondere von Geweben mit faserigen Strukturen und einachsiger Ausrichtung der Zellen wie Binde- und Muskelgewebe.

Prof. Dr. Leonid Ionov, Professor für Biofabrikation an der Universität Bayreuth

Bei diesem 3D-Bio-Druck wird ein Hydrogel-System mit einem Faser-System kombiniert. Dadurch verringern sich die Anforderungen an die Verarbeitung von Hydrogelen, wie z. B. die Vernetzung zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften, da bei diesen Verbundwerkstoffen die mechanischen Eigenschaften durch das Fasersystem abgedeckt werden. Zudem begünstigt der niedrige Vernetzungsgrad die anschließende Gewebebildung. „Das Hydrogel bietet den Zellen eine wässrige Umgebung, die das gute Funktionieren der Zellen fördert, während die Fasern die Ausrichtung der Zellen entlang der Hauptrichtung der Faser steuern sollen“, sagt Prof. Ionov. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Healthcare Materials“ veröffentlicht.

Start-Up bietet additiv gefertigtes Gewebe an

Aufbauend auf die Erfindung des neuen und bereits patentierten Gerätes, das diese beiden Techniken kombiniert, haben die Bayreuther Wissenschaftler das Start-up-Unternehmen „biovature GmbH“ unter der Leitung von PD Dr. habil. Alla Synytska (Mitbegründerin und CEO) gegründet.

Zum Start-Up

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