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Forscher haben eine sicherere Biotinte entwickelt, die bei Körpertemperatur aushärtet

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3D-Bioprinting ist eine Technik, die in der Medizinbranche immer mehr an Bedeutung gewinnt.

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Bei dieser Technologie werden Biomaterialien verwendet, um künstliche Gewebestrukturen zu schaffen, die zur Behandlung von Krankheiten oder Verletzungen von Patienten benötigt werden. Die für dieses Verfahren verwendeten Biotinten auf Hydrogelbasis bestehen aus Zellen. Um sie wirksam zu machen, müssen diese Biomaterialien mit UV-Licht oder chemischen Verfahren verstärkt werden. Nach Angaben des Korea Institute of Science and Technology (KIST) können diese Verfahren jedoch Zytotoxizität, d. h. den Zelltod, verursachen. Deshalb haben die Forscher des KIST eine Biotinte entwickelt, die bei Körpertemperatur auf natürliche Weise aushärten kann, um sie für den menschlichen Körper verträglicher zu machen.

Wie bereits erwähnt, wurden in letzter Zeit eine Reihe von 3D-Biodruck-Projekten vorgestellt. So wurde vor kurzem eine interessante neue Technik vorgestellt, bei der mit Hilfe der DLP-Technologie vaskularisiertes menschliches Gewebe erzeugt wird. Forscher haben auch einen 3D-Biodrucker entwickelt, der in der Lage ist, durch Krankheit oder Verletzung geschädigtes menschliches Körpergewebe oder Organe direkt zu reparieren. Diese Technologie wird auch für die Erforschung von durch Mücken übertragenen Krankheiten genutzt. Es gibt eine Reihe interessanter Anwendungsmöglichkeiten, aber aufgrund der Komplexität des Prozesses war es bisher schwierig, sich zu etablieren. Diese jüngste Innovation könnte jedoch den Weg für ein besseres Bioprinting ebnen und in Zukunft sogar die Herstellung von Organen ermöglichen.

"Eine an jedes Gewebe und Organ angepasste Biotinte"

Das Forschungsteam wird von Dr. Song Soo-Chang am Zentrum für Biomaterialien des Instituts geleitet. Ihm ist es gelungen, eine Biotinte zu entwickeln, die ihre physikalische Struktur ohne Photohärtung oder chemische Prozesse beibehält. Nach Angaben der KIST-Forscher handelt es sich bei dem Biomaterial um ein Hydrogel auf Poly(organophosphazen)-Basis. Diese Substanz liegt bei niedrigen Temperaturen flüssig vor und verwandelt sich bei Körpertemperatur (ca. 37 °C) in ein hartes Gel. Die geringe Wärmeentwicklung erleichtert den Druck eines an den jeweiligen Patienten angepassten 3D-Modells. Die Biotinte hat außerdem den Vorteil, dass sie Wachstumsfaktoren, Proteine, die die Geweberegeneration unterstützen, über einen langen Zeitraum konserviert. Um ihr Biomaterial zu testen, stellte das Forschungsteam ein Gerüst mit einem 3D-Biodrucker her.

In die 3D-Struktur fügte das Team einen Wachstumsfaktor mit einem knochenmorphogenetischen Protein ein. Letzteres ist für die Zellinfiltration und die Knochenregeneration notwendig. Das Gerüst wurde dann auf einen beschädigten Rattenknochen gesetzt. Die Zellen aus dem umliegenden Gewebe wanderten daraufhin in das Gerüst ein, und der Knochen regenerierte sich zu einem normalen Gewebeniveau. Nach Angaben der Forscher baute sich das implantierte 3D-Gerüst innerhalb von 42 Tagen im Körper ab. "Das Forscherteam hat die Technologie für das wärmeempfindliche Polyphosphazen-Hydrogel übertragen...und die Entwicklung von Produkten wie Knochentransplantationsmaterialien und kosmetischen Füllstoffen ist im Gange. Da die diesmal entwickelte Biotinte unterschiedliche physikalische Eigenschaften hat, werden Folgeuntersuchungen durchgeführt, um sie für die Regeneration anderer Gewebe als Knochengewebe einzusetzen, und wir erwarten, dass wir schließlich in der Lage sein werden, eine für jedes Gewebe und Organ maßgeschneiderte Biotinte zu vermarkten." Um mehr über diese neue Biotinte des koreanischen Instituts zu erfahren, klicken Sie hier https://eng.kist.re.kr/eng/newscenter/latest-research-news.do?mode=view&articleNo=9046.