Forschungen aus den USA: Neue 3D-Bioprinting-Technik verwendet Ultraschall, um lebende Zellen in Gewebe auszurichten

US-Forscher der North Carolina State University (NCSU) haben eine neuartige Bioprinting-Technik entwickelt, um die Eigenschaften von technisiertem Gewebe zu verbessern, indem sie lebende Zellen während des Bioprintings mit Ultraschall in die gewünschte Position ausrichten. Das Verfahren verbessert zum Beispiel den Druck von einem menschlichen Meniskus, der dem Meniskus der Patienten noch ähnlicher ist.

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Forscher der North Carolina State University haben eine Technik entwickelt, um die Eigenschaften von technisiertem Gewebe zu verbessern, indem sie lebende Zellen während des Bioprintings mit Ultraschall ausrichten.

Eine Einschränkung beim einfachen Einbringen von Zellen in eine 3D-Druckstruktur besteht darin, dass ihre Ausrichtung zufällig ist. Es ist in der Regel am besten, wenn sich die Zellen in eine bestimmte Richtung ausrichten, da dies die Kraft, Flexibilität und andere Eigenschaften des entstehenden Gewebes optimiert, heißt es von den am Projekt beteiligten Wissenschaftlern in einer Mitteilung der Universität.

Forscher entwickelten ihre UAB-Methode mit einem BioAssemblyBot Direct Ink Writing (DIW) 3D-Bioprinter. Um die Zellen auszurichten, bauten sie eine Ultraschallkammer, in der sich Ultraschallwellen über den Bereich bewegen können, in dem ein Bioprinter lebende Zellen druckt. Diese Ultraschallwellen fließen von einer Wand zur anderen, federn zurück und erzeugen eine „stehende Ultraschallwelle“. Die Schallwellen richten die Zellen effektiv in Reihen aus, und wenn eine Struktur gedruckt und Zellen darin positioniert werden, kann thye so angeordnet werden, dass spezifische Muster und Orientierungen entstehen.

Die Technik basiert auf einer speziellen Kammer, in der der 3D-Druckprozess stattfindet. Die Kammer erzeugt Ultraschallwellen, die von einer Wand in Richtung der gegenüberliegenden Seite fließen, zurückschlagen und stehende Wellen erzeugen. Die stehenden Wellen motivieren die Zellen, sich mit ihnen auszurichten, und wenn eine Struktur gedruckt und Zellen darin positioniert werden, können sie so gestaltet werden, dass sie jede gewünschte Ausrichtung annehmen. Mehr interessante Forschungen und Entwicklungen zum 3D-Druck von organischen Substanzen finden Sie auf unserer Themenseite zum Bioprinting.

Meniskus aus 3D-Drucker
Der Meniskus für ein menschliches Knie aus dem 3D-Drucker (Bild © Rohan Shirwaiker, NC State University).

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