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    Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese

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    Zum 1. Dezember 2017 ging in Würzburg das Forschungsprojekt »Prototypische Materialentwicklung für Stammzellanwendungen in Bioreaktoren« der Fraunhofer-Gesellschaft an den Start. Das von den beiden Fraunhofer-Instituten für Silicatforschung ISC und für Biomedizinische Technik IBMT initiierte und gemeinsam betriebene Projekt ist der Auftakt zum Aufbau einer Stammzellprozesstechnik in Würzburg und soll im weiteren Verlauf zu einem Projektzentrum weiterentwickelt werden. Dieses soll mittelfristig die Lücke zwischen der Entwicklung und Herstellung individualisierter Testsysteme für Wirkstoffe im Labor und dem technischen Einsatz in der Pharmaentwicklung durch die Entwicklung automatisierter Zellproduktionsabläufe in Verbindung mit innovativen Materialien schließen. Damit wird das Testen von Wirkstoffen bei der industriellen Entwicklung neuer Arzneimittel revolutioniert.

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    ABSTRACT: Biocompatible polymers that form thermoreversible supramolecular hydrogels have gained great interest in biomaterials research and tissue engineering. When favorable rheological properties are achieved at the same time, they are particularly promising candidates as material that allow for the printing of cells, so called bioinks. We synthesized a novel thermogelling block copolymer and investigated the rheological properties of its aqueous solution by viscosimetry and rheology. The polymers undergo thermogelation between room temperature and body temperature, form transparent hydrogels of surprisingly high strength (G` > 1000 Pa) and show rapid and complete shear recovery after stress. Small angle neutron scattering suggests an unusual bicontinuous sponge-like gel network. Excellent cytocompatibility was demonstrated with NIH 3T3 fibroblasts, which were incorporated and bioplotted into predefined 3D hydrogel structures without significant loss of viability. The developed materials encompass fulfill all criteria for the future use as bioink for biofabrication.

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