Forscher entwickeln neue Biotinte speziell für das 3D-Bioprinting von Blutgefäßen

Ein Forscherteam der Abteilung für Biomedizinische Technik der Texas A&M University hat ein äußerst realistisches Modell eines Blutgefäßes entworfen und in 3D gedruckt.

Nach Angaben des Forschungsteams sind Blutgefäßerkrankungen wie Aneurysmen, periphere Arterienerkrankungen und Blutgerinnsel für etwa 31 % der Todesfälle weltweit verantwortlich. Dennoch haben sich die Fortschritte bei Entwicklung von Herz-Kreislauf-Medikamenten in den letzten zwei Jahrzehnten verlangsamt. Das ist u.a. auf aufwendige Tests zurückzuführen, die Medikamente durchlaufen müssen.

3D-Bioprinting kann für das Problem eine Lösung sein. Mit dieser Technologie können Gewebestrukturen mit echten lebenden Zellen eingebettet und schichtweise hergestellt werden. Dadurch lassen sich die Modelle sehr viel präziser gestalten, so dass sie die natürlichen Strukturen von Blutgefäßen besser nachahmen können. Viele Biotinten eigenen sich jedoch für den Druck von Blutgefäßen nicht.

Um die Grenzen der verfügbaren Biotinten zu überwinden, entwickelte das Forscherteam ein eigenes Material. Das neue Material ist speziell für anatomisch genaue, multizelluläre Blutgefäße konzipiert und bietet eine verbesserte Auflösung sowohl für die Makrostruktur des Gefäßes als auch für die Mikrostruktur des Gewebes.

Die Biotinte besteht aus Kulturen von Endothelzellen und glatten Gefäßmuskelzellen, also aus den Bausteinen, die erforderlich sind, um die Auswirkungen von Krankheiten und Medikamenten genau zu testen. Sie zeichnet sich auch durch ihre hervorragende Druckbarkeit aus und schützt die eingebetteten lebenden Zellen sogar vor den Kräften des extrusionsbasierten Druckverfahrens. Man hofft, dass das biologisch 3D-gedruckte Blutgefäßmodell eines Tages verwendet werden kann, um die Pathophysiologie von Gefäßerkrankungen besser zu verstehen und die Wirksamkeit von Therapeutika und Toxinen in präklinischen Versuchen zu bewerten.

Weitere Einzelheiten der Studie sind in der Veröffentlichung mit dem Titel “3D Bioprinted Multicellular Vascular Models” zu finden. Sie wurde gemeinsam von Akhilesh Gaharwar, Abhishek Jain und anderen verfasst.