Sichere Biotinte für den Druck künstlicher Organe

Die Entwicklung von Biomaterialien für künstliche Organe und Gewebe können aufgrund der Zunahme von Unfallverletzungen und chronischen Krankheiten sowie der Überalterung der Bevölkerung in der Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Das Forschungsteam von Dr. Song Soo-chang am Center for Biomaterials, Korea Institute of Science and Technology (KIST), hat nun eine neue temperaturempfindliche Biotinte auf der Basis von Poly(organophosphazen)-Hydrogelen entwickelt.

Aktuelle Hydrogel-basierte Biotinten erfordern einen Photohärtungsprozess, der Risiken für den menschlichen Körper birgt. Das neue Bioink-Material besteht aus einem temperaturempfindlichen Poly(organophosphazen)-Hydrogel, das bei niedrigen Temperaturen flüssig ist und bei Körpertemperatur fest wird. Dadurch ist keine chemische Vernetzung oder UV-Bestrahlung notwendig, und immunologische Beeinträchtigungen im menschlichen Körper werden minimiert.

Die entwickelte Biotinte kann mit Wachstumsfaktoren interagieren, die Zellwachstum, Differenzierung und Immunreaktionen regulieren. Das Forschungsteam konnte die Geweberegeneration maximieren, indem es eine Umgebung schuf, in der die Zelldifferenzierung innerhalb des gedruckten 3D-Gerüsts autonom reguliert werden konnte.

In einem Experiment wurde ein 3D-Gerüst, das mit transformierendem Wachstumsfaktor beta 1 (TGF-β1) und morphogenetischem Knochenprotein 2 (BMP-2) gedruckt wurde, in einen beschädigten Rattenknochen implantiert. Zellen wanderten aus dem umliegenden Gewebe in das Gerüst, und der geschädigte Knochen regenerierte sich. Das implantierte 3D-Gerüst baute sich innerhalb von 42 Tagen ab.

Dr. Song Soo-Chang vom KIST sagte: “Das Forschungsteam hat die Technologie für das wärmeempfindliche Polyphosphazen-Hydrogel im Juni 2022 an NexGel Biotech Co., Ltd. übertragen, und die Entwicklung von Produkten wie Knochentransplantationsmaterialien und kosmetischen Füllstoffen ist im Gange. Da die diesmal entwickelte Biotinte unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweist, werden Folgeuntersuchungen durchgeführt, um sie für die Regeneration anderer Gewebe als Knochengewebe einzusetzen, und wir erwarten, dass wir schließlich in der Lage sein werden, eine auf jedes Gewebe und Organ zugeschnittene Biotinte zu vermarkten.”

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