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Forscher entwickeln intelligente Bioinks zu 3D-Drucken von lebendem Gewebe

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Wenn wir Gewebe, Organe und ganze Körperteile in 3D drucken wollen, müssen Wissenschaftler fortschrittliche, hochfunktionelle Bioinks entwickeln. Außerdem müssen diese Bioinks dem Druck standhalten und im rauen Inneren des Körpers überleben.

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Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik und an der Universität Stuttgart arbeiten Forscher an diesem Ziel und haben bereits eine Reihe von flüssigen Bioinks entwickelt, die lebende Zellen und eine Mischung aus anderen Inhaltsstoffen enthalten.

Die neuen Bioinks bestehen aus Biopolymeren, darunter Gelatine und Hyaluronsäure, einem wässrigen Medium und den zu vermehrenden lebenden Zellen. Diese werden nacheinander und in verschiedenen Sequenzen schichtweise abgeschieden, um ein Hydrogel der gewünschten Form zu erzeugen. Sie sind an dieser Stelle wie Jell-O, aber dank der Magie des UV-Lichts vernetzen sich die Moleküle im Material und schaffen starke Verbindungen, die die Konsistenz des Materials grundlegend verändern.

Durch die Programmierung der Bioinks, die mehr oder weniger aus bestimmten Komponenten bestehen, können verschiedene Kraftstufen erzeugt werden, so dass alles, was zwischen Knorpel und Fettgewebe ähnelt, theoretisch möglich ist. Auch knochenähnliche Materialien sind möglich, indem die verwendeten Biomoleküle modifiziert und zusätzliche Materialien, wie z.B. Mineralien, in die Mischung eingebracht werden.