Bei einem Bioprinter handelt es sich um einen 3D-Drucker für organische Substanzen. Auch unter der Bezeichnung 3D-Biodrucker zu finden, verarbeiten Bioprinter entgegen klassischen 3D-Druckern keine Kunststoffe oder Metalle, sondern organische Substanzen. Bioprinter stammen aus dem Forschungsumfeld des Tissue Engineering, den computergesteuerten Techniken zur Erstellung von organischen Strukturen aus lebendem Gewebe. Zu den interessantes Anwendungsbereichen der Bioprinter zählen die Forschungen im Bereich des 3D-Drucks von lebenden Organen. Auf dieser Seite stellen wir das Bioprinting ausführlich vor und zeigen regelmäßig aktualisiert alle Forschungsarbeiten und Entwicklungen im Bereich der Bioprinting-Technologie.
Dank 3D-Druck lassen sich heute geometrisch anspruchsvolle Objekte computergestützt designen und herstellen. Früher mussten diese Objekte mithilfe formgebender Werkzeuge unter hohem Materialverbrauch hergestellt werden. Mit der 3D-Drucktechnologie hat sich zum Glück einiges geändert, denn viele Produkte lassen sich nun günstiger, einfacher und auch umweltfreundlicher herstellen. So kommen 3D-Drucker bereits in unterschiedlichsten Industrie-Bereichen zum Einsatz – darunter auch in der Medizin, etwa um individuelle Implantate für Patienten herzustellen oder Operationen besser zu planen. Jetzt lassen sich auch gewisse Fortschritte auch im Bereich des Bioprintings verzeichnen, also dem 3D-Druck von organischem Gewebe.
Das sogenannte Bioprinting bezeichnet das Drucken organischer Substanzen zu dreidimensionalen Objekten. Obwohl diese Technologie erst so richtig erprobt wird, ermöglicht sie bereits ein stabiles Drucken von lebendigen Zellen im Schichtaufbauverfahren (additive Fertigung). So wird für die Zukunft gehofft, dass man in der Lage sein wird entsprechende Organe nachzubauen, wie etwa die Leber oder das Herz (mehr zum Thema auch auf der Seite „Organe aus dem 3D-Drucker„). Die nötigen Zellen werden dazu vorab gezüchtet und in polymeres Gel eingefügt. Durch diese Kombination wird eine Gewebestruktur erzeugt, die zu Organen umgewandelt werden soll.
Bei einem 3D-Biodrucker (engl. Bioprinter) handelt es sich dementsprechend um einen 3D-Drucker zum Erstellen (Drucken) von menschlichem oder tierischem Gewebe (z. B. Haut oder Zellen). Durch die Gewinnung von Stammzellen ermöglichen Biodrucker die Gewinnung von Organen. Die Technologie der 3D-Biodrucker befindet sich noch am Anfang der Forschung. Zahlreiche Voraussetzungen müssen für das Bioprinting erst noch erfüllt werden, wie zum Beispiel eine exakte Temperaturregelung. Da aber die Forscher unter Hochdruck arbeiten, sind neue Errungenschaften bereits in einigen Jahren zu erwarten.
Die Anwendung des Bioprinting beschränkt sich zurzeit auf das 3D-Drucken von Gewebegrundgerüsten, wobei im Endeffekt das Organ in diesem Gerüst reifen soll. Danach arbeiten die Zellen selbständig, jedoch lassen sich mit der aktuellen Technologie zum Zeitpunkt noch keine Blutgefäße erzeugen. Dies ist ein weiteres Problem fürs Bioprinting, da die Organe durch die Blutgefäße mit Nährstoffen versorgt werden. Deswegen handelt es sich hierbei um eine große Herausforderung für die Wissenschaftler, die erst noch bewältigt werden muss. Sollte es gelingen, auf diese Weise ein Organ zu züchten und durch Blutgefäße mit Nährstoffen zu versorgen, wird es bald möglich sein, ein passendes Organ für jeden Patienten zu drucken. So könnte ein Organ auf den Patienten perfekt abgestimmt werden, ohne dass es vom Körper abgestoßen wird.
Bioprinting wird auch in der synthetischen Biologie bereits seit geraumer Zeit eingesetzt. Es lassen sich auf diese Weise neue Lebensformen erzeugen, wie z. B. eine Qualle, die aus Muskelzellen von Ratten und Silikon besteht. Es ist generell möglich neue Wesen zu produzieren, bei denen verschiedene Eigenschaften verzeichnet werden.
In der Lebensmittelbranche konnte man mit der 3D-Drucktechnologie bereits nennenswerte Erfolge verzeichnen. So produzierte das Unternehmen Modern Meadow eine Fleischkopie mithilfe von Bioprinting. Es schmeckt auch wie richtiges Fleisch, wobei Proteinkleber und Muskelzellen für die Herstellung verwendet wurden. Leider ist diese Fleischart noch nicht kommerziell erhältlich, doch die Massentierhaltung könnte so um ein Vielfaches reduziert werden. Bis dahin ist allerdings noch ein langer Weg, denn vor allem die Akzeptanz der Endkunden ist eine wichtige Voraussetzung dafür. Die hohen Herstellungskosten sind eine weitere Hürde für den Druckprozess, da ein Stück vom 3D-gedruckten Fleisch immerhin ca. 60.000 € kostet.
Auf dieser Themenseite erhalten Sie aktuelle Informationen zum 3D-Biodrucker und dessen innovative Möglichkeiten für Forschung und Medizin. Abonnieren Sie unseren Newsletter und erhalten Sie regelmäßig aktuelle Informationen zu neuen Entwicklungen und Forschungen im Bereich des Bioprinting (zum Newsletter anmelden).
Mit SLATE, einem Stereolithographie-Gerät für das Tissue Engineering, ist es Wissenschaftlern gelungen, komplexe Gefäßnetze des Körpers, die natürliche Durchgänge für Blut, Luft, Lymphe und andere lebenswichtige Flüssigkeiten nachahmen, künstlich und im 3D-Druckverfahren anzufertigen.
Die lange Nacht der Wissenschaften in Berlin findet am Samstag, den 15.06.2019, an der TU Berlin statt. Die Themen reichen von Biotechnologie, Medizin, Robotik und Digitalisierung bis hin zum 3D-Druck. Einblicke in das Programm.
Aleph Objects, Hersteller der bekannten LulzBot 3D-Drucker, und FluidForm, ein bekannter Anbieter von 3D-Biodrucken, gehen eine Unternehmenskooperation ein. Im Rahmen dieser soll den 3D-Druck funktioneller Gewebe vorangebracht werden. Unter anderem sollen die Ergebnisse der Zusammenarbeit Tierversuche für Medikamente und Kosmetika überflüssig machen.
Südkoreanische Forscher haben erfolgreich eine Hornhaut mit einem 3D-Drucker entwickelt. Für die künstliche Herstellung der Augenhornhaut wurde eine spezielle Biotinte verwendet, die vom 3D-Bioprinter in die individuelle Form gebracht wurde. Damit möchten man dem weltweiten Mangel an Spenderhornhaut entgegenwirken.
Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München haben ein Verfahren entwickelt, mit denen Organe transparent werden. Die 3D-Repliken, die basierend auf den 3D-Scans der Organe gefertigt wurden, sollen bei der Behandlung von Krebs helfen. Wie genau das Ganze funktioniert, haben wir uns angesehen.
Israelischen Forschern der Universität von Tel Aviv ist es gelungen, den Prototypen eines im 3D-Drucker hergestellten menschlichen Herzens aus organischem Gewebe herzustellen. Dies ist ein bedeutender Fortschritt in der Entwicklung von 3D-gedruckten Herzen und anderen Organen, die vom Körper nicht abgestoßen werden.
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.
Das polnische 3D-Druckunternehmen CD3D Medical hat eigenen Angaben zufolge Europas erstes, offenen 3D-Biodruck-Cluster eröffnet. Das Cluster mit Sitz in Lodz (Polen) besteht aus 21 SKAFFOSYS Lite-3D-Biodruckern, mit denen Forschung und Entwicklung im biomedizinischen Bereich unter Verwendung des 3D-Drucks betrieben werden soll.
Die beiden amerikanischen Unternehmen CELLINK und Volumetric sind eine Kooperation eingegangen und arbeiten gemeinsam am Biodrucker LUMEN X. Wir stellen Euch den biokompatiblen lichthärtenden Biodrucker vor.
Mit Unterstützung des Bioprintings, der Verarbeitung von menschlichen Zellen im Rahmen der 3D-Drucktechnologie, aus dem Bereich des Tissue Engineerings, ist es Forschern aus Italien gelungen, einen menschlichen Meniskus um überlebensfähige Zellen anzureichern. Das Projekt könnte andere Wissenschaftler motivieren weiter an dem Forschungsbereich zu arbeiten.
Eine Gruppe von US-Wissenschaftlern des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) hat ein neuartiges, mobiles 3D-Bioprinting-System namens WFIRM 3D vorgestellt, mit dem sich Haut direkt auf die Wunde ders Patienten drucken lassen können soll. Erste Versuche zeigen den Erfolg des mobilen 3D-Biodruckers. Die Wissenschaftler sprechen von einem „Durchbruch“.
Australische Forscher der Universität Wollongong (UOW) haben mit „3D Alek“ einen 3D-Biodrucker für die Herstellung von Ohren entwickelt. Im Auftrag wurden außerdem eine geeignete Biotinte hergestellt und die Forschungsgrundlagen geschaffen, um in Kürze ein lebendes Ohr mit patienteneigenen Stammzellen drucken zu können.
Fast unmöglich ist es ein zum Beispiel durch Verbrennungen verstümmeltes Gesicht zu rekonstruieren. Eine Studie des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) macht Betroffenen nun Hoffnung und bestätigt die Wirksamkeit einer 3D-bedruckten BioMaske zur Behandlung von Gesichtswunden. Das Forschungsprojekt wird vom US-amerikanischen National Institute of Health unterstützt.
Forscher der University of Minnesota Medial School nutzen die Möglichkeiten der 3D-Drucker (genauer der Bioprinter), um optimale Zellumgebungen für das künstliche Zellwachstum herzustellen. Durch Verbesserung der Umgebungsparameter für die Zellen sind genauere Krebsforschungen und die Erforschung neuer Methoden für die Krebsbehandlung möglich.
Der 3D-Drucker-Hersteller Allevi aus den USA hat mit dem „Coaxial Kit“ eine Erweiterung für seine 3D-Drucker Allevi 2, 3 und 6 vorgestellt. Anwender der Bioprinter, also 3D-Drucker für organische Substanzen, können mit dem Coaxial Kit zwei Materialien mischen. Damit erweitert sich das Anwendungsspektrum für den organischen 3D-Druck mit den Allevi Bioprintern.
Alle 3D-Drucker-News per E-Mail: