Wissenschaftler nutzen fortschrittlichen 3D-Druck, um menschenähnliches Gewebe nachzubilden, das aussichtsreiche Fortschritte in der zellulären Forschung verspricht und möglicherweise Einblicke in Alterung und Krankheiten bietet.
Das Kultivieren von Zellen, bei dem Zellen unter kontrollierten Bedingungen außerhalb ihrer natürlichen Umgebung wachsen, ist eine überaus wichtige biologische Technik. Sie ermöglicht Forschern, wichtige Details von physiologischen Prozessen, wie Alterung, Stoffwechsel und die Entwicklung von Krankheiten, zu studieren.
In jüngster Zeit haben Wissenschaftler begonnen, den 3D-Druck, auch als additive Fertigung bekannt, zu nutzen. Durch diese Technologie können komplexe 3D-Objekte erstellt werden, die mit traditionellen Herstellungsmethoden nicht produzierbar wären. Dies hat bereits viele Branchen, insbesondere im Bereich des Tissue Engineering und der biomedizinischen Forschung, beeinflusst.
Französische Forscher nutzen Two-Photon Polymerization (2PP)
Ein französisches Forscherteam hat nun spezialisierte Materialien und eine einzigartige 3D-Drucktechnik eingesetzt, um eine zelluläre Umgebung zu schaffen, die dem menschlichen Gewebe sehr ähnlich ist. Dies könnte die Genauigkeit und Zuverlässigkeit zellulärer Forschung erheblich erhöhen. Um die gewünschte Größe und Form zu erreichen, verwendeten die Forscher eine 3D-Drucktechnik namens Zwei-Photonen-Polymerisation.
Roxane Pétrot, erste Autorin der Studie, erklärte zu der Forschungsarbeit, die unter dem Titel „Multi-Material 3D Microprinting of Magnetically Deformable Biocompatible Structures“ veröffentlicht wurde:
„Die Zwei-Photonen-Polymerisation ist die einzige 3D-Druckmethode, die die Erstellung komplexer 3D-Strukturen in Mikrometergröße mit einer Auflösung von weniger als 1 Mikrometer ermöglicht.“
Das Team verwendete Gelatin Methacryloyl, das die Konsistenz und Textur von Muskelgewebe nachahmt, als ideales künstliches Umfeld für die Zellen. Um jedoch die natürliche Deformation während Bewegungen zu simulieren, verwendeten sie ein festes Gerüst, das sie durch Anwendung eines Magnetfeldes steuern konnten.
Erste Tests waren erfolgreich und zukünftige Forschungen sind geplant
Der erste Test war erfolgreich. Die Forscher beobachteten über einen Zeitraum von nur drei Tagen Zellwachstum. Zukünftige Bemühungen des Teams zielen darauf ab, diese Methode zu verbessern, um noch komplexere Strukturen zu erstellen.
Caterina Tomba, eine der Autorinnen der Studie, fasste zusammen:
„Wir möchten in der Lage sein, mehrere Strukturen parallel zu fertigen, um die Statistik der biologischen Studien zu erhöhen und komplexere Strukturen zu entwerfen, die verschiedene Organe nachahmen.“
Über weitere Entwicklungen in diesem Bereich berichten wir im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).