{"id":29661,"date":"2021-05-28T14:00:58","date_gmt":"2021-05-28T12:00:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=29661"},"modified":"2021-05-28T13:40:55","modified_gmt":"2021-05-28T11:40:55","slug":"bioprinting-implantate-280520211","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/bioprinting-implantate-280520211\/","title":{"rendered":"Bioprinting und Spritzguss: Neue Methode f\u00fcr das Design medizinischer Implantate"},"content":{"rendered":"

In der Gewebezucht findet Bioprinting<\/a> immer h\u00e4ufiger Einsatz, weil damit Ger\u00e4te entworfen werden k\u00f6nnen, die die Rekonstruktion von Knochen oder Muskeln f\u00f6rdern. In der Regel werden 3D-gedruckte Ger\u00fcste in den K\u00f6rper eines Patienten implantiert, um Zellen zur Vermehrung anzuregen und so Verletzungen zu heilen, die unterschiedlich schwerwiegend sein k\u00f6nnen. Eines der bestehenden Hindernisse ist die Gr\u00f6\u00dfe dieser Strukturen und ihre Komplexit\u00e4t: Die Verwendung von Scaffolds (strukturellen Ger\u00fcsten) im Mikrometerbereich bleibt kompliziert. Warum also nicht einen indirekteren Ansatz w\u00e4hlen?<\/p>\n

Hier kommt das Forscherteam vom Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT University) ins Spiel, das zusammen mit \u00c4rzten des St. Vincent’s Hospital in Melbourne eine innovative Methode zum Bioprinting medizinischer Implantate<\/a> entwickeln konnte. Anstatt Ger\u00fcste zu entwerfen, auf denen sich Zellen vermehren, haben sie sich entschieden, 3D-Formen mit Hohlr\u00e4umen zu drucken, in die sie biokompatible Materialien injizierten. Sobald die Form in Wasser aufgel\u00f6st wird, bleibt nur noch dieses Bio-Ger\u00fcst \u00fcbrig. Diese Technik, Negative Embodied Sacrificial Template 3D (NEST3D) genannt, soll mit einer Vielzahl an Materialien kompatibel sein, w\u00fcrde aber vor allem die Schaffung mikroskopischer Strukturen erm\u00f6glichen.<\/p>\n

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Mit ihrer Methode k\u00f6nnen die Forscher viel komplexere und kleinere Strukturen entwerfen. (Bildnachweis: RMIT University)<\/p><\/div>\n

Um die Schwierigkeit der Verwendung von Ger\u00fcsten im Mikrometerbereich zu l\u00f6sen, entschied sich das Forscherteam f\u00fcr den 3D-Druck einer Form, die aus komplexen, kompliziert gemusterten Hohlr\u00e4umen besteht. Anschlie\u00dfend konnten sie biokompatible Materialien in diese L\u00f6cher injizieren, die ein passendes Ger\u00fcst f\u00fcr jede Zelle bilden. Die Forscher erkl\u00e4ren, dass sie f\u00fcr die Herstellung der Form einen herk\u00f6mmlichen PVA-Kleber verwendet haben, in den ebenfalls das biokompatible Material injiziert wurde. Sobald die Form ausgeh\u00e4rtet ist, wird sie in Wasser getaucht, wodurch sich der Klebstoff vollst\u00e4ndig aufl\u00f6st. Alles, was \u00fcbrig bleibt, ist das kompliziert geformte Ger\u00fcst, das so klein ist wie ein Fingernagel.<\/p>

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Stephanie Doyle ist eine der Forscherinnen in dieser Studie. Sie f\u00fcgt hinzu: „Der Vorteil unserer fortschrittlichen Spritzgusstechnik ist ihre Vielseitigkeit. Wir k\u00f6nnen Dutzende von Versuchs-Bioger\u00fcsten aus vielen verschiedenen Materialien herstellen – von biologisch abbaubaren Polymeren bis hin zu Hydrogelen, Silikonen und Keramiken – ohne, dass eine strenge Optimierung oder Spezialausr\u00fcstung erforderlich ist. Wir sind in der Lage, 3D-Strukturen mit einem Durchmesser von nur 200 Mikrometern herzustellen, was der Breite von vier menschlichen Haaren entspricht, und mit einer Komplexit\u00e4t, die mit lichtbasierten Herstellungsverfahren vergleichbar ist.<\/em>„<\/p>\n

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Stephanie Doyle und Dr. Cathal O’Connell vor dem 3D-Drucker, der das Bioprinting medizinischer Implantate durchf\u00fchrt (Bildnachweis: RMIT University)<\/p><\/div>\n

Diese Methode k\u00f6nnte kosteng\u00fcnstiger, einfacher und skalierbar sein, da fast jeder beliebige auf dem Markt verf\u00fcgbare FDM-3D-Drucker verwendet werden k\u00f6nnte. F\u00fcr die Gestaltung von Ger\u00fcsten beim Bioprinting ist lediglich die Gr\u00f6\u00dfe der D\u00fcse der Maschine entscheidend: Sie muss gro\u00df genug sein, um die Tinte zu extrudieren. Dies wirkt sich zwangsl\u00e4ufig auf die endg\u00fcltige Gr\u00f6\u00dfe des Teils aus und schr\u00e4nkt die M\u00f6glichkeiten ein. Durch den 3D-Druck einer Form k\u00f6nnten jedoch viel d\u00fcnnere R\u00e4ume erreicht werden.<\/p>\n

Nach dem Testen ihrer Ger\u00fcste waren die Forscher zufrieden und konnten ihre Erfindung als sicher und ungiftig deklarieren. Sie hoffen nun, die Zellrekonstruktion zu beschleunigen, indem sie verschiedene Designs und M\u00f6glichkeiten testen. In jedem Fall ist es ein erster Schritt f\u00fcr \u00c4rzte, die von einer zug\u00e4nglicheren L\u00f6sung profitieren k\u00f6nnten. Professor Claudia Di Bella, eine orthop\u00e4dische Chirurgin am St. Vincent’s Hospital, fasst zusammen: „Ein h\u00e4ufiges Problem, mit dem Kliniker konfrontiert werden, ist die Unf\u00e4higkeit, Zugang zu technologischen und experimentellen L\u00f6sungen zu bekommen, mit denen t\u00e4gliche Probleme gel\u00f6st werden k\u00f6nnten. W\u00e4hrend ein Kliniker der beste Fachmann ist, um ein Problem zu erkennen und \u00fcber m\u00f6gliche L\u00f6sungen nachzudenken, k\u00f6nnen biomedizinische Ingenieure diese Idee in die Realit\u00e4t umsetzen. Zu lernen, wie man eine gemeinsame Sprache zwischen Ingenieuren und Medizinern etablieren kann, ist oft eine anf\u00e4ngliche Barriere, aber sobald diese \u00fcberwunden ist, sind die M\u00f6glichkeiten endlos.<\/em>“ Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite der Universit\u00e4t<\/a>\u00a0sowie im nachstehenden Video:<\/p>\n