Biotechnologie

September 2022

Teilen Sie diesen Inhalt:

Die moderne Medizin hat unser Leben sicherer gemacht

Die Biotechnologie ist eine schnell wachsende Branche. Dennoch sind noch viele Herausforderungen zu lösen. Der Erfolg von Organtransplantationen hängt von der Verfügbarkeit knapper Spenderorgane und lebenslanger Medikation zur Unterdrückung der Abstoßung des Transplantats durch das Immunsystem des Patienten ab, was zu einem erheblichen Verlust an Lebensqualität oder sogar zum Scheitern der Transplantation führt.

Was wäre, wenn wir ein Organ einfach aus den eigenen Zellen des Patienten nachwachsen lassen könnten?

Das Bioprinting bietet spannende Möglichkeiten, diese Herausforderungen zu lösen. Inspiriert von additiven Fertigungstechnologien haben sich Forscher und Technologiepioniere daran gemacht, (menschliches) Gewebe und Organe zu drucken. Ein biokompatibles Polymer wird als Trägermatrix gedruckt, in die lebende Zellen eingesät werden, um zu einem Organ zu wachsen. Durch den Multimaterialdruck werden die komplexen Geometrien der verschiedenen Zelltypen, die ein funktionelles Organ bilden, nachgebildet. Mit patienteneigenen Zellen besiedelt, würde ein solches Organ nicht mehr vom Immunsystem angegriffen werden. Bei der Entwicklung von Arzneimitteln sind Tierversuche nach wie vor unverzichtbar, auch wenn die erzielten Ergebnisse nur begrenzt übertragbar sind - Mäuse sind einfach nicht mit Menschen identisch. Aus ethischen und moralischen Gründen sollten wir Tierversuche auf ein Minimum reduzieren. Selbst bei Versuchen am Menschen werden seltene Nebenwirkungen oft übersehen.

Bioprinting from Scratch Record
Webinar Bioprinting from Scratch - The Record

Was wäre, wenn wir die patientenspezifischen Nebenwirkungen einer Behandlung abschätzen könnten, bevor wir sie verabreichen?

Mit Hilfe der Mikrofluidik-Technologie haben Forscher versucht, die strukturelle Komplexität von Organen zu verringern und gleichzeitig die Funktionalität zu reproduzieren. In einem "Organ-on-a-Chip" fließen Flüssigkeiten durch winzige Fluidikkanäle, die durch Membranen getrennt sind. Die Form der Kanäle sowie die Art der auf den Membranen angesiedelten Zellen bestimmen, wie die Flüssigkeiten gemischt oder getrennt werden, wodurch die Funktion von Nieren, Lunge, Haut oder Darm nachgebildet wird. In einem Organ-on-a-Chip, der mit den Zellen des Patienten besiedelt ist, wird es möglich sein, die patientenspezifischen Auswirkungen einer Behandlung zu testen - und zwar vollständig in vitro, ohne dass Tests an lebenden Tieren oder Menschen erforderlich sind. Mit dem 3D-Druck ist die Gestaltungsfreiheit für die Struktur der Kanäle immens. (alternativ: stark verbessert gegenüber klassischen Lithografie-Masken?)

Die Herausforderungen, die biologische Systeme mit sich bringen, sind enorm, und die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen für jede medizinische Anwendung sind streng.

Die Light Engines von In-Vision sind für industrielle Anwendungen konzipiert und erfüllen die Anforderungen an einen 24/7 zuverlässigen UV-Projektor mit kleinen Pixelgrößen.

Weitere Artikel (Englisch)