Suchen

Bioprinting Knochen und Organe aus dem 3D-Drucker?

Redakteur: Christian Lüttmann

Keine Tierversuche mehr, Organspendeausweise werden überflüssig, schwere Verletzungen quasi per Knopfdruck geschlossen: Bioprinting könnte den Weg dorthin bereiten. In einem Gemeinschaftsprojekt haben Partner aus Wissenschaft und Industrie nun durchblutete, vitale Knochenstrukturen und Organmodelle mit dem 3D-Drucker realisiert.

Firma zum Thema

Mit einem neuentwickelten 3D-Drucker lassen sich klassische Polymere, aber auch Biotinten mit Zellen zu komplexen Strukturen verarbeiten.
Mit einem neuentwickelten 3D-Drucker lassen sich klassische Polymere, aber auch Biotinten mit Zellen zu komplexen Strukturen verarbeiten.
(Bild: Jonas Neugebauer)

Der konventionelle 3D-Druck verwendet in erster Linie Kunststoffe als Ausgangsmaterialien, die im Druckprozess Schicht für Schicht zu einer dreidimensionalen Struktur zusammengesetzt, d.h. gedruckt werden. Seit den frühen 2000er Jahren ist aber auch da Bioprinting als eine besondere Form der additiven Fertigung dazu gekommen. Mit dieser Technik lassen sich lebende Gewebe aus Zellen drucken.

Statt Kunststoffschmelzen dienen hier „Bio-Tinten“ als Ausgangsmaterial, die aus biokompatiblen Materialien und lebenden funktionalen Zellen bestehen. Dabei werden die Zellen, oftmals eingebettet in Hydrogele, auf Gerüststrukturen aus biokompatiblen Kunststoffen gedruckt, so genannte Scaffolds. Die auf dem Scaffold platzierten Zellen fusionieren zu funktionalen, dreidimensionalen Gewebekonstrukten und können beispielsweise als Gewebeersatz in klinischen Anwendungen dienen. Sie sind auch für die Entwicklung und Testung von Medikamenten in Organ-on-Chip-Systemen interessant und könnten Tierversuche in vielen Fällen überflüssig machen.

3D-Druck von durchblutetem Gewebe

Prototyp des 3D-Druckers aus dem Projekt 3D-Bio-Net
Prototyp des 3D-Druckers aus dem Projekt 3D-Bio-Net
(Bild: Jonas Neugebauer)

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt 3D-Bio-Net forschten und entwickelten in den vergangen drei Jahren Partner aus Industrie und Forschung an den Möglichkeiten des Bioprinting. Dazu entwickelten sie den Prototyp eines neuen 3D-Bioprinters, der das Drucken funktionaler menschlicher Gewebe mit Blutgefäßen ermöglicht.

Weiterhin etablierten die Projektpartner eine umfassende generische Plattform für das dreidimensionale Drucken menschlicher Zellen und Gewebe, die Materialien, Prozesse, Hard- und Software sowie Testsysteme beispielsweise für Medikamente umfasst und dabei regulatorische Anforderungen aus dem klinischen Bereich berücksichtigt.

Auf seinem Youtube-Kanal präsentiert der Projektpartner Microtec Südwest die Ergebnisse des Projekts 3D-Bio-Net:

Gedruckte Niere – Blutsystem inklusive

Mit ihrem Bioprinter gelang es den Forschern, Knochenkonstrukte für die Gewebeersatzforschung zu drucken. Die 3D-Strukturen waren durchblutet und vital wie natürlicher Knochen.

Weiterhin haben die Wissenschaftler funktionale Miniatur-Organmodelle für die Niere und Blut-Hirn-Schranke entwickelt (so genannte Organ-on-Chip-Systeme), die zukünftig in der Wirkstoffforschung Tierversuche verzichtbar und die Entwicklung von Medikamenten sicherer und schneller machen sollen. Die Erkenntnisse aus dem Projekt sollen nun in weiteren Forschungs- und Entwicklungsprojekten fortgesetzt werden.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal Laborpraxis.

(ID:47001127)