{"id":24765,"date":"2020-07-03T00:01:57","date_gmt":"2020-07-02T22:01:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=24765"},"modified":"2020-07-03T14:00:11","modified_gmt":"2020-07-03T12:00:11","slug":"3d-gedurckte-blutgefaesse-zucker-030720201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedurckte-blutgefaesse-zucker-030720201\/","title":{"rendered":"Forscher entwickeln 3D-gedruckte Blutgef\u00e4\u00dfe aus Zucker"},"content":{"rendered":"

An der Rice University verwendeten Forscher zum Drucken komplexer 3D-Formen kein Polymer<\/a> oder Metall<\/a>, sondern Zucker! Zucker ist ein Inhaltsstoff, der in Zukunft einen besonderen Einfluss auf den medizinischen Sektor und das Verst\u00e4ndnis unserer Zellen nehmen k\u00f6nnte. So haben die Forscher der Rice University erkl\u00e4rt, dass sie mittels Zucker komplexe Netzstrukturen, \u00e4hnlich denen von Blutgef\u00e4\u00dfen, herstellen konnte und es ihnen gelang, darauf Zellen zwei Wochen an Leben zu halten.\u00a0Durch die Nachahmung der Blutgef\u00e4\u00dfe hoffen die Forscher, mehrere Zellen mit Sauerstoff und anderen N\u00e4hrstoffen zu versorgen und so eine langfristige Patientenversorgung zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n

Das Forschungsteam der Rice University besch\u00e4ftigt sich seit einigen Jahren mit Blutgef\u00e4\u00dfen und Tissue Engineering. Eine der gr\u00f6ssten Herausforderungen besteht darin, eine gro\u00dfe Gewebestruktur zu entwerfen, die in der Lage sein soll, mehrere Hundertmillionen lebende Zellen zu versorgen. Ian Kinstlinger, Bioingenieurstudent an der Rice’s Brown School of Engineering, erkl\u00e4rt: „Die Versorgung aller Zellen in diesem gro\u00dfen Gewebespektrum mit ausreichend Sauerstoff und N\u00e4hrstoffen ist eine enorme Herausforderung<\/em>.“ Der menschliche K\u00f6rper verf\u00fcgt \u00fcber ver\u00e4stelte Blutgef\u00e4\u00dfe, die immer kleiner werden, aber immer zahlreicher, wie die \u00c4ste eines Baumes. Durch diese Verzweigung k\u00f6nnen Sauerstoff und N\u00e4hrstoffe zu den Zellen im ganzen K\u00f6rper str\u00f6men. Forscher haben sich der additiven Fertigung<\/a> gewidmet, um diesen Mechanismus nachzubilden.<\/p>\n

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Ian Kinstlinger ist f\u00fcr den Druck der Blutgef\u00e4\u00dfe zust\u00e4ndig (Bildnachweis: Jeff Fitlow\/Rice University)<\/p><\/div>\n

Gedruckte Blutgef\u00e4\u00dfe per SLS-Verfahren<\/h3>\n

Die Forscher untersuchten zun\u00e4chst die Extrusion von geschmolzenen Zucker, erkannten aber, dass dieser nicht die ben\u00f6tigte Komplexit\u00e4t abbilden konnte. Also griffen sie auf das selektive Lasersintern<\/a> zur\u00fcck, indem sie einen modifizierten Open-Source-Laserschneider im Labor von Jordan Miller, einem Assistenzprofessor f\u00fcr Biotechnik an der Rice University verwendeten. Die Technologie erm\u00f6glichte es ihnen, Zucker-Modelle zu drucken, auf denen sie alle m\u00f6glichen Kombinationen von Zellen und Materialien um sie herum bauen konnten. Anschlie\u00dfend trugen die Forscher ein zellhaltiges Gel auf.<\/p>

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Sobald die 3D-gedruckten Zuckerstrukturen mit Zellen angereichert wurden, wurden sie mit Sauerstoff und anderen N\u00e4hrstoffen versorgt. F\u00fcr einen ersten Test verwendeten die Forscher Leberzellen, die f\u00fcr gew\u00f6hnlich besonders problematisch in der Erhaltung au\u00dferhalb des K\u00f6rpers sind.Tats\u00e4chlich waren die 3D-gedruckten Blutgef\u00e4\u00dfe dazu in der Lage, die Zellen zwei Wochen lang mit N\u00e4hrstoffen zu versorgen und sie so am Leben zu erhalten.<\/p>\n

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F\u00fcr das Forschungsprojekt wurde auf das SLS-Verfahren zur\u00fcckgegriffen (Bildnachweis: Jeff Fitlow\/Rice University)<\/p><\/div>\n

Weshalb Blutgef\u00e4\u00dfe mit Zucker drucken?<\/h3>\n

Die obig genannte Frage ist vermutlich eine, mit die Forscher h\u00e4ufig konfrontiert werden. Ian Kinstlinger erkl\u00e4rt, dass Zucker in trockenem Zustand lange haltbar ist und sich schnell in Wasser aufl\u00f6sen kann, ohne benachbarte Zellen zu sch\u00e4digen, was ihn f\u00fcr den Druck von Blutgef\u00e4\u00df-Modellen besonders interessant macht. Zur Herstellung des endg\u00fcltigen Druckmaterials w\u00fcrden mehrere Zuckerarten miteinander vermischt. Sobald der Teil mit dem fl\u00fcssigen Gel injiziert ist, wird der Zucker gel\u00f6st und abgesaugt, um einen Kanal f\u00fcr N\u00e4hrstoffe und Sauerstoff zu schaffen. Kinstlinger f\u00e4hrt fort: „Ein gro\u00dfer Vorteil dieses Vorgehens ist die Geschwindigkeit, mit der wir jede Gewebestruktur erzeugen k\u00f6nnen. Wir k\u00f6nnen einige der gr\u00f6\u00dften je gezeigten Gewebemodelle in weniger als f\u00fcnf Minuten erstellen.“<\/em><\/p>\n