Würzburg: 3D-Biodruck mit Gewebeproteinen für die physiologische Herstellung von Organen und Geweben
Forschende vom Fraunhofer-Institut für Silikatforschung ISC in Würzburg unter der Leitung von Dr. Tobias Weigel entwickeln Bio-Drucktinten auf Basis der Gewebeproteine Kollagen und Elastin. Damit lassen sich ohne chemische Modifikation physiologische Gewebestrukturen nachbilden.
3D-Druck freistehender Gitterstrukturen
Foto: © K. Selsam/Fraunhofer ISC
Der 3D-Biodruck eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung von Organen und Geweben, die beispielsweise in der Organtransplantation und der Wirkstoffentwicklung benötigt werden. Allerdings sind bisherige Biotinten zwar zellverträglich und druckbar, bilden die physiologische Struktur und Zusammensetzung von Geweben jedoch nicht ausreichend nach.
In dem Projekt PhysioINK geht das Wissenschaftsteam nun einen neuen Ansatz: Sie verwenden Kollagen Typ I, Kollagen Typ IV und Elastin, die einen neutralen pH-Wert besitzen, physiologische Eigenschaften aufweisen und mit humanen Zellen höchst verträglich sind.
Positiv geladene Kollagen- bzw. Elastin-Moleküle mit jeweils passenden negativ geladenen Makromolekülen basierend auf nachhaltigen Cellulose-Derivaten verpackt. Sie verhindern zunächst die selbstständige Reorganisation der Moleküle zu Fibrillen, die nicht mehr formbar wären. Nach dem Druck wird dieser natürliche Reorganisationsprozess in die natürliche, physiologische faser- oder netzartige Struktur durch eine Temperaturerhöhung wieder ermöglicht.
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