{"id":62136,"date":"2025-03-20T00:01:38","date_gmt":"2025-03-19T23:01:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=62136"},"modified":"2025-03-18T17:27:46","modified_gmt":"2025-03-18T16:27:46","slug":"working3d-sechs-fragen-an-einen-universitaetsprofessor-3d-druck-3d-mikrostrukturen-angelo-accordo-200320251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/working3d-sechs-fragen-an-einen-universitaetsprofessor-3d-druck-3d-mikrostrukturen-angelo-accordo-200320251\/","title":{"rendered":"#Working3D: Sechs Fragen an einen Universit\u00e4tsprofessor \u00fcber die Herstellung von 3D-Mikrostrukturen in der Biomedizin"},"content":{"rendered":"

Die Fortschritte des 3D-Drucks und des 3D-Biodrucks im Bereich der medizinischen Forschung sind zunehmend vielversprechend. Eine der Anwendungen dieser Technologie ist die Entwicklung von 3D-Mikro- und Nanostrukturen, mit deren Hilfe man verstehen kann, wie Zellen in einer Umgebung funktionieren, die derjenigen von nat\u00fcrlichem menschlichem Gewebe \u00e4hnelt. Das 3D-Bioprinting<\/a> ist ein hervorragender Verb\u00fcndeter, wenn es darum geht, gesch\u00e4digtes Gewebe oder Tumore mit menschlichen Zellen in 3D zu drucken, um deren Funktionsweise genauer zu bestimmen und wirksame personalisierte Behandlungen zu finden.<\/p>\n

Zu den Universit\u00e4ten, die sich mit der Forschung und dem Einsatz von 3D-Drucktechniken f\u00fcr die Nanotechnologie im biomedizinischen Bereich besch\u00e4ftigen, geh\u00f6rt auch die Technische Universit\u00e4t Delft. Um mehr \u00fcber die von der Universit\u00e4t durchgef\u00fchrten Forschungsprojekte zu erfahren und dar\u00fcber, was es bedeutet, in diesem Bereich und bei der Realisierung von 3D-Mikrostrukturen<\/a> zu arbeiten, haben wir Angelo Accardo, au\u00dferordentlicher Professor am Fachbereich f\u00fcr Pr\u00e4zisions- und Mikrosystemtechnik der TU Delft, interviewt.<\/p>\n

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Das Team der TU Delft mit Professor Angelo Accardo.<\/p><\/div>\n

3DN: K\u00f6nnten Sie sich kurz vorstellen?<\/h3>\n

Ich bin Angelo Accardo, au\u00dferordentlicher Professor am Fachbereich f\u00fcr Pr\u00e4zisions- und Mikrosystemtechnik an der Technischen Universit\u00e4t Delft (TU Delft) in den Niederlanden.<\/p>

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3DN: Wie haben Sie die additive Fertigung entdeckt?<\/h3>\n

W\u00e4hrend meines Postdocs am LAAS-CNRS-Labor in Toulouse, Frankreich, begann ich, den Einsatz von licht-\/laserunterst\u00fctzten additiven Fertigungstechniken<\/a> zu erforschen, insbesondere die Stereolithografie und die Zwei-Photonen-Polymerisation.<\/p>\n

3DN: Was sind die wichtigsten Vorteile und Herausforderungen beim Einsatz des 3D-Drucks f\u00fcr 3D-Mikrostrukturen im biomedizinischen Bereich?<\/h3>\n

Diese Fertigungstechniken erm\u00f6glichen die Entwicklung von Mikro- und Nanostrukturen mit extrem hoher Aufl\u00f6sung (bis zu 100 Nanometer). In diesem Ma\u00dfstab ist es m\u00f6glich, Mikroger\u00fcste zu schaffen, die biomimetisch mit gesunden oder kranken Zellen interagieren k\u00f6nnen. Mithilfe solcher Mikrostrukturen kann man verstehen, wie Zellen in einer Umgebung funktionieren, die der von nat\u00fcrlichem menschlichem Gewebe \u00e4hnelt. Der n\u00e4chste Schritt wird darin bestehen, solche 3D-Mikrostrukturen in der Gewebez\u00fcchtung und der regenerativen Medizin, d. h. f\u00fcr die Regeneration von gesch\u00e4digtem Gewebe, einzusetzen.<\/p>\n

Andererseits besteht eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen in diesem Bereich darin, solche Biomaterialien vollst\u00e4ndig biokompatibel zu machen, um nachteilige Reaktionen des verbleibenden Gewebes zu vermeiden, aber auch biologisch abbaubar, damit sie \u201everschwinden\u201c, sobald die Regeneration des fraglichen Gewebes erreicht ist. In dieser Hinsicht m\u00fcssen Ger\u00fcste mit relativ gro\u00dfen Gesamtabmessungen (z. B. cm) verwendet werden. Die Zwei-Photonen-Fertigungstechnologie ist immer noch relativ \u201elangsam\u201c, wenn auch extrem genau. Es wird daher notwendig sein, neue Ans\u00e4tze zu erforschen, um die Geschwindigkeit der Herstellung zu erh\u00f6hen, z. B. mithilfe der Zwei-Photonen-\u201eGraustufen\u201c-Lithographie oder Zwei-Photonen-Mehrstrahlsystemen, um nur einige zu nennen.<\/p>\n

3DN: Womit befassen Sie sich derzeit in Ihrer Forschung?<\/h3>\n

Meine Forschung basiert auf dem Entwurf und der Herstellung von 3D-Mikrostrukturen f\u00fcr drei verschiedene Arten von Anwendungen: Mechanobiologie, In-vitro-Modelle von Krankheiten und Tissue Engineering. Der Artikel, der k\u00fcrzlich auf dem Titelblatt<\/a> der Zeitschrift Advanced Functional Materials<\/em> ver\u00f6ffentlicht wurde, befasst sich mit dem ersten Fall: 3D-Nanostrukturen, die mithilfe der Zwei-Photonen-Polymerisation hergestellt werden, haben einen Durchmesser von einigen hundert Nanometern, der dem der Fasern in der extrazellul\u00e4ren Matrix des Gehirns sowie dem der Filopodien (den \u201eFingern\u201c, mit denen die Zellen ihre Umgebung erkunden) \u00e4hnelt. Ihr Seitenverh\u00e4ltnis kann so eingestellt werden, dass ein relativ niedriger effektiver Schermodul (d. h. der Elastizit\u00e4tsmodul, der von den Zellen festgestellt wird, wenn sie \u00fcber die Nanostrukturen krabbeln) entsteht, der der Weichheit des menschlichen Hirngewebes nahe kommt. Diese topografischen und mechanischen Signale haben somit einen tiefgreifenden Einfluss auf das Wachstum und die Ausrichtung neuronaler Netzwerke<\/a>.<\/p>\n

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Vergleich von Neuronen in einer 2D- (links) und 3D-Umgebung (rechts).<\/p><\/div>\n

Im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen \u201ePetrischalen\u201c-Ans\u00e4tzen, bei denen die Zellen auf flachen, sehr starren Kunststoff- oder Glasoberfl\u00e4chen kultiviert werden, liefert unser Ansatz physiologisch relevantere topografische und mechanische Signale und beeinflusst die Eigenschaften neuronaler Zellen erheblich, z. B. die Ausrichtung des neuronalen Netzes und die Morphologie der Wachstumszapfen (mit denen Neuronen die umgebende extrazellul\u00e4re Matrix sondieren, um sich mit anderen Neuronen zu verbinden). Die Entwicklung des neuronalen Netzes und die Morphologie der Wachstumszapfen k\u00f6nnen durch neurodegenerative Krankheiten wie die Alzheimer-Krankheit und die Parkinson-Krankheit beeintr\u00e4chtigt werden. Mit unserem Ansatz haben wir gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, die Bildung physiologisch relevanter neuronaler Netzwerke zu steuern und die Morphologie von Wachstumszapfen quantitativ zu charakterisieren.<\/p>\n

Ich sehe die Verwendung unserer Plattform als in vitro konstruiertes Krankheitsmodell vor, um den Einfluss der Hauptmerkmale der Alzheimer-Krankheit (Amyloid-Plaques, neurofibrill\u00e4re Tangles) und der Parkinson-Krankheit (Lewy-K\u00f6rperchen) auf die Ausrichtung des neuronalen Netzwerks und die Entwicklung von Wachstumszapfen zu verstehen. K\u00fcrzlich haben wir auch 3D-Modelle f\u00fcr die Behandlung von Hirntumoren (Glioblastom) mit Hilfe der Protonentherapie entwickelt, einer Behandlungstechnik, bei der im Gegensatz zu R\u00f6ntgenstrahlen (die in der Strahlentherapie verwendet werden) Protonen, also subatomare Bestandteile, zur Bek\u00e4mpfung von Krebszellen eingesetzt werden.<\/p>\n

\"microstrutture<\/p>\n

Wir entwickeln dreidimensionale Strukturen, die das mikrovaskul\u00e4re System des Gehirns nachahmen, in dem Glioblastomzellen wachsen und sich vermehren. Ziel ist es, die Zellen mechanisch, biochemisch und geometrisch zu stimulieren, indem die Formen von Kapillaren und Blutgef\u00e4\u00dfen im Gehirn durch 3D-Strukturen aus Biomaterial nachgeahmt werden. Sobald die Glioblastomzellen in dieser biomimetischen 3D-Umgebung gez\u00fcchtet wurden, bringen wir sie in das Holland Proton Therapy Centre und setzen sie verschiedenen Strahlendosen aus. Auf diese Weise k\u00f6nnen wir versuchen, die Protonenstrahlung zu kalibrieren, die erforderlich ist, um die DNA der Tumorzellen zu sch\u00e4digen, und das ohne Tiermodelle.<\/p>\n

3DN: Welche Qualifikationen und Erfahrungen sind f\u00fcr Ihre T\u00e4tigkeit erforderlich?<\/h3>\n

Eine grundlegende technische oder physikalische Ausbildung ist n\u00fctzlich, um eine f\u00fcr die wissenschaftliche Methode geeignete Forma mentis zu entwickeln. Im Laufe der Jahre lernt man jedoch neben der Technik auch zahlreiche andere Aspekte kennen, wie z. B. die Zellbiologie und die Neurowissenschaften. Um in den Niederlanden eine Professur zu bekommen, muss man auch Management- und F\u00fchrungsqualit\u00e4ten entwickeln, die es einem erm\u00f6glichen, nicht nur die eigene Forschungsgruppe zu leiten, sondern auch strategische Funktionen innerhalb der Universit\u00e4t zu \u00fcbernehmen.<\/p>\n

3DN: Welchen Rat w\u00fcrden Sie jemandem geben, der Ihren Beruf aus\u00fcben m\u00f6chte?<\/h3>\n

Leidenschaft, Beharrlichkeit und Geduld. Diese Eigenschaften sind im akademischen Bereich und in der Forschung neben den oben genannten grundlegend. Dar\u00fcber hinaus muss man st\u00e4ndig seine Neugierde pflegen und auf dem neuesten Stand der Wissenschaft sein, um Forschungsprojekte zu schreiben, die dann auch finanziert werden. Schlie\u00dflich muss man ein Gesp\u00fcr f\u00fcr die Lehre haben, um nicht nur Wissen, sondern auch eine effiziente Arbeitsweise an die Ingenieure und Wissenschaftler von morgen weiterzugeben.<\/p>\n

Was halten Sie von der Arbeit von Angelo Accardo, die additive Fertigung f\u00fcr 3D-Mikrostrukturen zu nutzen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen m\u00f6chten, schauen Sie auf unserer\u00a0Landing Page<\/a>\u00a0vorbei. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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