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Durchbruch beim Bioprinting für die regenerative Medizin
Bioprinting: ein Gamechanger für die regenerative Medizin
Bioprinting ist eine Zukunftstechnologie der additiven Fertigung. Mit Hilfe digitaler Dateien werden schichtweise 3D-Gewebekonstrukte erstellt, welche die reale Struktur und Funktion eines Gewebes oder Organs nachbilden. Diese Gewebekonstrukte können für verschiedene Zwecke verwendet werden, zum Beispiel zum Testen neuer Medikamente und Behandlungen oder zur Reproduktion von Gewebe und Organen für Implantate. Da Bioprinting die Herstellung lebender biologischer Konstrukte ermöglicht, die potenziell beschädigtes oder erkranktes Gewebe ersetzen können, ist das Verfahren für die regenerative Medizin von grosser Bedeutung. Zudem bietet es Vorteile gegenüber herkömmlichen Tissue-Engineering-Methoden, beispielsweise eine höhere Auflösung, eine bessere Kontrolle der Zellverteilung und -ausrichtung sowie geringere Kosten und weniger Abfall.
Neuartige Bioprinting-Technologie auf Mikrofluidik-Basis
In Zusammenarbeit mit REGENHU, einem führenden Unternehmen im Bereich Bioprinting, hat CSEM einen neuartigen Bioprinting-Druckkopf entwickelt, der einen dynamischen Druck (dynamic formulation, DFM) ermöglicht. Das bedeutet, dass die Zusammensetzung des Materials während des Druckvorgangs angepasst werden kann – die Komponenten werden in Echtzeit gemischt oder Abstufungen für eine verbesserte biologische Nachbildung eingeführt.
Eine zentrale Komponente dieser Technologie ist ein von CSEM entwickelter Mikrofluidik-Chip. Dieser ermöglicht das präzise Einbringen von Biomaterialien und Zellen zur Herstellung von funktionellem Gewebe und sogenannten Organ-on-Chips (Organen auf Chips). «Unser Mikrofluidik-Einwegchip ermöglicht eine dynamische Zusammensetzung und arbeitet mit Zellen, die lebensfähig und in Suspension gehalten werden. Er kann Flüssigkeiten und Materialien mit niedriger Viskosität effizient und mit geringem Ausschuss mit Zellen vermischen und so lebendes Gewebe drucken. Zudem verfügt der Mikrofluidik-Chip über eine Co-Extrusionsfunktion für das Core-Shell-Bioprinting. Unsere Mikrofluidik-Lösung war der Schlüssel zur Überwindung zentraler Hindernisse im Bioprinting.», erläutert Stéphanie Boder-Pasche, Senior Project Manager for Cell Microtechnologies bei CSEM.
Wettbewerbsvorteil für REGENHU
Caio Valeriano, Sales Manager bei REGENHU, erklärt: «Mit der dynamischen Zusammensetzung positionieren wir uns als innovativer Vorreiter und Marktführer im Bereich Bioprinting. Die Fähigkeit, die Materialzusammensetzung in Echtzeit zu steuern und koaxiale Fasern herzustellen, ist einzigartig und eröffnet neue Möglichkeiten für die Modellierung realistischerer funktioneller Gewebestrukturen und Organe. Möglich ist dies nur dank des Mikrofluidik-Chips von CSEM.»
Win-win für Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt
Die Entwicklung und Anwendung dieser hochmodernen Bioprinting-Technologie stellt für REGENHU und CSEM eine für beide Seiten vorteilhafte Partnerschaft dar, die weitreichende Auswirkungen haben wird. Valeriano unterstreicht: «Das flexible 3D-Bioprinting wird die Landschaft des Tissue Engineering und der regenerativen Medizin revolutionieren und bedeutende Fortschritte bei der Behandlung von lebenden Gewebearten wie Knorpel, Haut und Herz bringen. Darüber hinaus beschleunigt die das 3D-Bioprinting auch die Wirkstoffforschung, denn sie erleichtert die Produktion massgeschneiderter Gewebemodelle. Davon versprechen wir uns, schneller neue Arzneimittel und Therapien zu entdecken und zu entwickeln. Die Technologie bietet zahlreiche Vorteile, und wir sind fest davon überzeugt, dass sie die Lebensqualität der Patientinnen und Patienten grundlegend verbessern wird. Wir sind gespannt auf die Möglichkeiten und die positiven Auswirkungen, die unsere Technologie im Bereich der Medizin noch haben wird.» Zudem trägt die Synergie von Bioprinting und Mikrofluidik zu nachhaltigeren und ethischeren Praktiken bei, denn sie reduziert unsere Abhängigkeit von tierischen Organen sowie das Risiko von Transplantatabstossungen und stellt zuverlässigere Gewebekonstrukte bereit.