Forscher der Universität Cardiff entwickeln Lego-3D-Biodrucker

Ein Team der Universität Cardiff hat einen 3D-Biodrucker entwickelt, der vollständig aus LEGO besteht und mit dem kostengünstige, skalierbare und reproduzierbare Gewebemodelle erstellt werden können.

Ein Team der Universität Cardiff hat einen 3D-Biodrucker entwickelt, der vollständig aus LEGO besteht und mit dem kostengünstige, skalierbare und reproduzierbare Gewebemodelle hergestellt werden können.

Der von Dr. Christopher Thomas, Dr. Oliver Castell und Dr. Sion Coulman von der School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences der Universität Cardiff konzipierte und gebaute Drucker ist in der Lage, biologisches Material – wie etwa Hautzellen – zu drucken.

Im Gegensatz zu vielen anderen Forschungsarbeiten, bei denen in der Regel das geistige Eigentum geschützt wird, hat das Team in Cardiff die genaue Methodik für die Entwicklung und den Bau des Geräts dargelegt, in der Hoffnung, dass ihre Arbeit von anderen Labors leicht übernommen, verändert und verbessert werden kann.

Dr. Coulman sagte: “Wir haben uns vorgenommen, einen Bioprinter zu entwickeln, den jeder mit minimalen Mitteln bauen kann, und genau das haben wir erreicht. In unserer Arbeit wird bewusst jedes Element des Baus, einschließlich der verwendeten LEGO Teile, sowie seine Fähigkeiten detailliert beschrieben, so dass er in jedem Labor überall auf der Welt leicht nachgebaut werden kann”.

Menschliche Gewebeproben werden für die biomedizinische Forschung benötigt, um das wissenschaftliche Verständnis von Tausenden von Krankheiten zu verbessern und wirksame Behandlungen zu entwickeln.

Das 3D-Bioprinting bietet zwar Hoffnung für die Entwicklung dieser Proben, kann aber unerschwinglich teuer sein, und die Geräte von der Stange sind im Labor oft nur begrenzt einsetzbar.

Das Team aus Cardiff hofft, dass ihr LEGO 3D-Biodrucker eine technisch versierte, wissenschaftlich robuste und kostengünstige Lösung bieten könnte.

Um die Leistungsfähigkeit des Bioprinters zu demonstrieren, haben sie Hautgewebe als Mechanismus verwendet und erfolgreich Hydrogeltröpfchen mit Zellen gedruckt. Jetzt sind sie dabei, die dreidimensionale Architektur der Haut nachzubilden.

Dr. Thomas sagte: “In einer Zeit, in der die Zusammenarbeit in der Forschung so wichtig ist wie nie zuvor und in der die Forschungsmittel so knapp sind, sind wir stolz darauf, eine zugängliche und erschwingliche Open-Source-Alternative für ein dringend benötigtes Gerät anbieten zu können, das für die meisten Forscher unerschwinglich ist.”

Dr. Castell fügte hinzu: “Wir haben gezeigt, dass dieser Bioprinter, obwohl er aus einem preiswerten und einfachen Konstruktionswerkzeug besteht, hochtechnisiert ist und das erforderliche Maß an Präzision erreicht, um empfindliches biologisches Material ohne Leistungseinbußen herzustellen.”

Die Forschung steckt zwar noch in den Kinderschuhen, aber man hofft, dass der LEGO 3D-Biodrucker in Zukunft dazu beitragen könnte, unser Verständnis von Krankheiten zu vertiefen, die Gewebezüchtung und -reparatur zu unterstützen und eine personalisierte Medizin durch den Druck von kultivierten Patientenzellen zu ermöglichen.

Das Team in Cardiff führt bereits weitere Forschungsarbeiten durch, um mit dem Bioprinter lebensfähige Hautmodelle zu erstellen, die zur Erprobung von Behandlungen für Hautkrankheiten und Hautkrebs oder zur Herstellung von Hauttransplantaten als Ersatz für beschädigte Haut verwendet werden könnten.

Über die nächste Phase des Projekts sagte Dr. Castell: “Wie bei allen 3D-Biodruckverfahren sind weitere Studien zur Entwicklung der Zellkompatibilität und Lebensfähigkeit von Biotinten erforderlich. Indem wir unseren Drucker zur Verfügung stellen, hoffen wir, dass Forscher diese Technologie übernehmen, um ihr Fachwissen zu teilen und das Modell mit zusätzlichen LEGO Komponenten zum Nutzen der gesamten biomedizinischen Forschungsgemeinschaft weiterzuentwickeln.”

Matthew Patey OBE, CEO der British Skin Foundation, der Wohltätigkeitsorganisation, die die Forschung finanziert hat, sagte: “Wir freuen uns sehr, dass die Finanzierung durch die British Skin Foundation so fantastische Ergebnisse bei dieser neuartigen Forschung ermöglicht hat. Wir freuen uns darauf zu sehen, wie die Forschung nun genutzt wird, um die Zukunft der biomedizinischen Forschung voranzutreiben.”