Ein kalifornisches Forscherteam am Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) hat eine neue Methode zur Herstellung von Geweben mit präziser zellulärer Organisation entwickelt. Die im Fachjournal „Small“ veröffentlichte Studie beschreibt, wie mithilfe eines lichtbasierten 3D-Druckverfahrens sogenannte Mikrogele erzeugt werden, deren innere Struktur gezielt verändert werden kann. Ziel ist es, zelluläre Prozesse im menschlichen Körper möglichst naturgetreu nachzubilden – ein bedeutender Schritt für die Weiterentwicklung regenerativer Therapien.
Lichtgesteuerter 3D-Druck verändert innere Hydrogel-Strukturen
Das Verfahren nutzt einfache Lichtmodulation, um innerhalb von Hydrogelen architektonisch kontrollierte Mikrostrukturen zu formen. Diese Strukturen beeinflussen maßgeblich, wie sich Zellen innerhalb des Materials anordnen, wachsen und verhalten. Durch die gezielte Steuerung von Lichtparametern während des Druckprozesses gelingt es, Zellorganisation in drei Dimensionen zu beeinflussen – eine wichtige Voraussetzung für die Nachbildung funktioneller menschlicher Gewebe.
Dr. Johnson John, leitender Forscher der Studie, erklärt:
„Unsere Technik ermöglicht die Herstellung von Mikrogeweben mit präziser Strukturkontrolle – das ist essenziell für die Entwicklung komplexer Gewebe wie Muskeln oder Netzhaut.“
Anwendung in Muskel- und Netzhautregeneration
Die Mikrogele wurden in verschiedenen biomedizinischen Kontexten getestet. So wurden beispielsweise Muskelzellen in stabförmige Gele eingebracht, was deren Ausrichtung und Bildung von Muskelfasern förderte – ein potenzieller Ansatz für injizierbare Therapien bei Muskelverletzungen. In einem weiteren Experiment wurden Photorezeptorzellen verwendet, die sich in den Gele automatisch in schichtartigen Strukturen anordneten, ähnlich wie in der äußeren Netzhaut. Dies deutet auf mögliche Anwendungen in der Behandlung retinaler Erkrankungen hin.
Darüber hinaus versetzten die Forschenden die Gele mit angiogenen Peptiden, um gezielt das Wachstum neuer Blutgefäße zu stimulieren – sowohl in vitro als auch in vivo. Die verwendeten Hydrogele sind nicht nur formstabil bei Injektionen, sondern auch flexibel anpassbar und fördern Zellwachstum, Gefäßbildung und Gewebeentwicklung.
Dr. Ali Khademhosseini, CEO von TIBI, unterstreicht die Bedeutung dieser Entwicklung:
„Durch die Kombination von lichtbasierter Fertigung und intelligenten Biomaterialien nähern wir uns personalisierten, minimalinvasiven Therapien an.“
Die modulare Bauweise der Gele erlaubt vielseitige Einsatzmöglichkeiten – von der Wundversorgung über Organreparatur bis hin zur Erforschung von Krankheitsmodellen.
Was bedeutet das für die Zukunft?
Die Möglichkeit, lebende Zellen durch 3D-gedruckte Hydrogele gezielt zu lenken, eröffnet faszinierende Perspektiven für die regenerative Medizin. Was heute im Labor entsteht, könnte morgen bereits zur gezielten Behandlung komplexer Gewebeschäden beitragen – sei es bei Muskelverletzungen oder Sehbeeinträchtigungen. Wie bewerten Sie diese Entwicklung? Teilen Sie uns Ihre Gedanken in einem Kommentar mit. Und wenn Sie zukünftig keine News aus der Welt des 3D-Drucks verpassen möchten, abonnieren Sie jetzt kostenlos unseren Newsletter – bleiben Sie informiert, wenn Wissenschaft und Technik Grenzen verschieben.