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Weltweit bemühen sich Forscher um die Verbesserung von 3D gedruckten Zell Konstrukte, um echtem Gewebe möglichst nahe zu kommen. Leider fehlen grundlegende Erkenntnisse über existierende Deformationen, mechanische Instabilitäten und strukturelle Fehler, die in derartigen Konstrukten von Kräfte die von den Zellen selbst verursacht werden.
Forscher der University of Florida haben nun das mechanische Verhalten von 3D-gedruckten Mikrostrahlen untersucht. Ein Mikrostrahl ist eine Strahlung in Mikrometerabmessungen, mit dem ein genau definierter Schaden an genau definierten Stellen verursacht werden kann.
Derartige Mikrostrahlen werden als Hilfsmittel zur Untersuchung der intra- und interzellulären Mechanismen der Schadenssignalübertragung verwendet. Um zu untersuchen, wie zellgenerierte Kräfte kollektiv Formänderungen in vielzelligen Strukturen bewirken, 3D druckte das Team Zell-ECM-Gemische in ein Mikrogelmedium. Das Mikro-Gel bildete dabei eine mechanisch kontrollierte Umgebung.
Durch die Variation der Eigenschaften der Strahlen und des Mikro-Gel-mediums konnte dann das Team die mechanischen Eigenschaften der Struktur untersuchen. Darauf aufbauend wurde ein mechanisches Modell der Zellmikrobalkenmechanik sowie einfache Bausteine in grundlegenden 3D-Formen entwickelt, die ein vorhersagbares Design für zukünftige Strukturen ermöglichen sollen. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse im Nature Communications Journal unter dem Titel: “Quantitative characterization of 3D bioprinted structural elements under cell generated forces“.
Quelle:
Morley, C. D., Ellison, S. T., Bhattacharjee, T., O’Bryan, C. S., Zhang, Y., Smith, K. F., … & Niemi, S. (2019). Quantitative characterization of 3D bioprinted structural elements under cell generated forces. Nature communications, 10(1), 3029.
