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    Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese

    Biofabrication

    Die Biofabrikation ist ein vergleichsweise neues Forschungsgebiet und befasst sich mit der Verwendung von additiven Fertigungstechniken wie dem 3D-Druck in Kombination mit lebenden Zellen zur Herstellung  von Konstrukten, die gewebeähnliche Eigenschaften aufweisen und beispielsweise als Implantate eingesetzt werden können.[1] Weltweit forscht eine schnell wachsende Zahl an Wissenschaftlern auf diesem Gebiet, das die Zukunft der Medizin mit gestalten soll. In der Biofabrikation werden hauptsächlich sogenannte Biotinten, die meist auf synthetischen oder natürlichen Polymeren basieren, benötigt.[2] Diese stellen Hydrogele oder Hydrogel-Vorstufen dar, in welchen Zellen enthalten sind und mit welchen diese verdruckt werden können. Ein großes Hindernis für weitere Fortschritte in der Biofabrikation stellt im Moment der Mangel an geeigneten Biotinten dar, welche die vielfältigen, komplexen und schwierig zu vereinbarenden Anforderungen unter einen Hut bringen können. Hierzu zählen unter anderem eine hervorragende Biokompatibilität sowie eine schnelle Verfestigung nach dem Druckprozess. (Abb. 1) An diesem Problem setzt die Forschung der AG Luxenhofer an. Wir arbeiten an einer neuartigen, vollsynthetischen Biotinten-Plattform, welche an die unterschiedlichen Herausforderungen angepasst werden kann. Neben der Materialentwicklung steht für uns auch die Aufklärung der Gelstruktur sowie deren Einfluss auf die Biokompatibilität und die physiko-chemischen Eigenschaften an erster Stelle. Erste vielversprechende Ergebnisse wurde vor kurzem in Biomacromolecules veröffentlicht.[3]

    Abb. 1: Konfokal-Mikroskop Aufnahmen eines gedruckten Hydrogelnetzes mit Zellen. Erholung des Viskosität nach starker Scherbelastung. 

    [1]  a) S. V. Murphy, A. Atala, Nature biotechnology 2014, 32, 773; b) J. Groll, T. Boland, T. Blunk, J. A. Burdick, D.-W. Cho, P. D. Dalton, B. Derby, G. Forgacs, Q. Li, V. A. Mironov et al., Biofabrication 2016, 8, 13001.

    [2]  T. Jüngst, W. Smolan, K. Schacht, T. Scheibel, J. Groll, Chem. Rev. 2016, 116, 1496.

    [3]  T. Lorson, S. Jaksch, M. M. Lübtow, T. Jüngst, J. Groll, T. Lühmann, R. Luxenhofer, Biomacromolecules 2017, 18, 2161.

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