Flüssiges Gel soll 3D-Bioprinting von weicheren menschlichen Organen ermöglichen

Wissenschaftler der University of Huddersfield in Großbritannien konnten vor Kurzem einen signifikanten Durchbruch im Bereich 3D-Bioprinting erzielen. Durch den Einsatz von flüssigem Gel könnten zukünftig auch weichere Gewebeteile mittels 3D-Bioprinting realisiert werden.

Menschliches Gewebe besteht oftmals aus einer Kombination von steiferen und weicheren Materialien, wie beispielsweise Knochen und Knorpelgewebe. Die weicheren Schichten sind deshalb eine Herausforderung beim 3D-Druck, da die verwendeten Polymere über eine sehr niedrige Viskosität im flüssigen Zustand verfügen.

“Bei Materialien mit niedriger Viskosität kollabiert bereits die erste Schicht unter seinem eigenen Gewicht und kann seine Form nicht beibehalten. Druckt man die nächste Schicht darauf wird diese nicht integriert,” erklärt Dr. Alan Smith, Spezialist für Biopolymer-Materialien an der University of Huddersfield.

Gelpartikel als Suspensionsmedium

Zusammen mit seinem Team und Kollegen von der University of Birmingham hat Dr. Smith eine Methode entwickelt, bei der ein flüssiges Gel zum Einsatz kommt. Dabei werden Gelpartikel als Suspensionsmedium verwendet.

“Das Gel ermöglicht den 3D-Druck von Materialien mit sehr niedriger Viskosität und diese kollabieren dadurch nicht. Somit kann eine Form aufgebaut werden. Sobald das Objekt fest geworden ist, kann das Gel ausgewaschen werden,” fügt Smith hinzu.

Wie in einem Video der Universität zu sehen ist, arbeiten die Forscher mit dem INKREDIBLE 3D-Bioprinter des schwedischen Unternehmens CELLINK. Damit kann eine Suspension von einer Reihe von Polymeren mit niedriger Viskosität in einem flüssigen Gel erfolgen.

Das Verfahren hat das Potential Strukturen herzustellen, die bereits in naher Zukunft in klinischen Studien eingesetzt werden können und schließlich für die Implantation im menschlichen Körper geeignet sind.

Derzeit wird an der Weiterentwicklung des 3D-Druckprozesses gearbeitet sowie verschiedenen Zelltypen getestet, die darin integriert werden können, darunter auch Stammzellen.

Die Studie “Suspended Manufacture of Biological Structures” wurde im Fachjournal Advanced Materials veröffentlicht.