Kieler Forschungsteam forscht zur Materialiengewinnung aus dem Meer für den 3D-Druck

Manche Menschen sind der Meinung, dass das Rauschen des Meeres, die frische Brise oder auch das maritime Wasser einen positiven Einfluss auf den Gesundheitszustand haben kann. Dass das Meer nun aber auch in Kombination mit dem 3D-Druck mehr als vielversprechend ist, beweist ein Forscherteam der Universität Kiel, die sich im Zuge ihrer Forschung mit chronischen Erkrankungen und den jeweils unterschiedlichen im Körper beschädigten Gewebe auseinander setzen. Insgesamt zählt zu dem deutschen Forschungsteam das Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, mit der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie sowie die Klinik für die Innere Medizin III, die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) mit den Instituten für Materialwissenschaft und Pharmazie und die oceanBASIS GmbH. Das Projekt, welches den Namen „BlueBioPol“ trägt, enthält die Forschung von medizinischen Materialien, die jedoch aus marinen Biopolymeren bestehen, welche in weiterer Folge zur Behandlung von Entzündungen, von Knochen- und Knorpeldefekten verwendet werden sollen oder auch ihren Einsatz in lokalen und regenerativen Formen der Therapie für das Herz-Kreislaufsystem finden.

Diese Forschung, die dem Material von natürlichen Biopolymeren gilt, kann beispielsweise durch Algen gewonnen werden, um diese anschließend im weiteren additiven Verfahren für medizinische Pilotprojekte einzusetzen. Das Kieler Forschungsteam, welches Projektpartner aus den Bereichen der Medizin, Pharmazie, Materialwissenschaft und mariner Biotechnologie zählt, wollen das erforschte Materialien abhängig der Anwendung spezifisch und individuell anpassen und personalisiert mit Wirkstoffen, Zellen oder auch Gentherapeutika in das jeweilige Gebe injizieren. Und es ist jetzt schon vielversprechend, besonders unter der Tatsache, dass das Bundesministerium für Bildung und Forschung das additive Projekt mit ca. 800.000 Euro gefördert hat.

Das Konzept zur Gewinnung von Biopolymere aus dem Meer (Bild: Sabine Fuchs)

Wie funktioniert der Materialgewinn aus dem Meer für den 3D-Druck?

Für den Materialgewinn für den anschließenden 3D-Bioprint werden in erster Linie Kollagen aus Quallen oder auch Alignat aus der eigens in Kiel eingesetzten Aquakultur und weiteren kultivierten Braunalgen verwendet. Damit diese allerdings ihren Einsatz auch in unterschiedlichen medizinischen Anwendungsbereichen finden können, müssen diese mit biokompatiblen Nanomaterialien kombiniert werden. Dr. Fabian Schütt, Teilprojektleiter der Arbeitsgruppe „Funktionale Nanomaterialien“ erklärt dazu: „Indem wir bestimmte, funktionale Nanomaterialien in die Hydrogele einbringen, erhalten sie neue Funktionen. So können sie zum Beispiel responsiv werden und auf äußere Reize wie Licht, Temperatur oder elektrische Signale reagieren.“ Dies trägt demnach dazu bei, dass sie sich überhaupt erst steuern lassen, womit man beispielsweise kontrollieren kann, wann und wo ein transportierter Wirkstoff freigesetzt wird.

Insgesamt wird das Projekt, welches den 3D-Druck mit Materialien aus dem Meer vorantreibt, in zwei Arbeitsgruppen am UKSH untergliedert. Auf der einen Seite steht die Gruppe rund um Professorin Sabine Fuchs, „Experimentelle Unfallchirurgie“, die zuständig für die Untersuchung der Effekte von Implantaten und bioaktiven Substanzen innerhalb des Regenerationsprozesses im Knochen und Knorpel ist. Auf der anderen Seite steht Professor Oliver Müller mit seiner Arbeitsgruppe der „Translationale Kardiologie und Angiologie“. Hierbei werden Transportsysteme entwickelt, sodass therapeutische Gentransfervektoren für die Behandlung von Durchblutungsstörungen und Aneurysmen im Muskelgewebe und der Gefäßwand eingebracht werden können. Was allerdings beide Gruppen gemeinsam haben ist die Tatsache, dass sie neben der Sicherstellung von Funktionalität und Biokompatibiltät der Trägermaterialien diese Materialien für Implantate aus dem 3D-Biodrucker verwenden möchten.

Sobald das Ende des Projekts ansteht, ist bereits dessen Ausgründung in die Praxis geplant und soll damit die Region im Bezug auf ihre medizinische Biomoaterialentwicklung vorantreiben. Falls Sie mehr über das spannende Projekt des 3D-Drucks mit Materialien aus dem Meer erfahren möchten, dann klicken Sie bitte HIER.

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*Titelbildnachweis: Planet Wissen