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78 Forschung auf höchstem Niveau | Forschergruppe BioLithoMorphie FORSCHERGRUPPEN BioLithoMorphie BioLithoMorphie® ist ein eingetragenes Markenzeichen der TU Ilmenau. Unter BioLithoMorphie verstehen wir das Zusammenfügen biologischen Materials mit Hilfe lithographischer Methoden zur Konstruktion dreidimensiona-ler biologischer Strukturen oder Organismen. Die Forschergruppe BioLithoMorphie will so die In-vitro-Zellkultur deutlich verbessern. Dies käme der Biotechnologie, der Pharmazie und der Medizintechnik zugute. Die Forschergruppe BioLithoMorphie, seit April 2014 aktiv, konst-ruiert dreidimensionale biologische Gewebe, um diese in den Life Sciences einzusetzen. Dazu reproduziert das Wissenschaftlerteam um Prof. Andreas Schober, Leiter des Fachgebiets Nanobiosystem-technik, mit Fertigungsprinzipien der Mikro- und Nanotechnologie die mikro- und makroskopische Architektur eines Zellverbandes. Biologische Systeme, etwa die menschlichen Organe Gehirn oder Leber, sind funktional und hierarchisch überaus komplex aufgebaut. Daher ist das Ziel der Forscher, ein biologisch-technisches Modell zu realisieren, das biologische Untersuchungen in vitro ermöglicht, höchst ambitioniert. „Damit neue Medikamente entwickelt werden können, forschen wir daran, Zellverbände auf Mikrochips zu züchten.“ Voraussetzung für eine erfolgreiche In-Vitro-Zellkultur ist es, die Transportmechanismen im menschlichen Körper, Blutkreislauf und Nährstoffzufuhr, in einem technischen System möglichst naturnah nachzuahmen. Hierzu werden Zellverbünde kompartimentiert, also in verschiedenen „Abteilungen“, auf Trägern, sogenannten Poly-mersubstraten, angesiedelt. Solche komplexen, dreidimensiona-len Gewebestrukturen nachzubilden, ist mikrotechnisch höchst an-spruchsvoll. Mithilfe neuer Geräte gelang es den Wissenschaftlern in speziellen Funktionsräumen nun, Zellmaterial auf 3D-geformten, gewölbten Polymersubstraten anwachsen zu lassen. Dazu setzten sie Methoden der Biofunktionalisierung ein, etwa das Kontaktdru-cken in drei, anstatt wie bisher in zwei Dimensionen und die Mehr-photonenpolymerisation. Der Forschergruppe BioLithoMorphie ist es ebenfalls gelungen, pa-rallelisierbare Zellkultivierungseinheiten zu designen. Für die neue, selbst entwickelte Methode, parallel angeordnete miniaturisierte Mikrobioreaktoren zu realisieren, hat sie zwei Patente angemeldet. Gemeinsam mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidel-berg und dem Universitätsklinikum Jena wurden solche Systeme zur Kultivierung von „echtem“ Gewebematerial nutzbar gemacht, das nun beispielsweise in der Krebsforschung eingesetzt wird. Mögliche Anwendungen der BioLithoMorphie finden sich in der Präzisionsmedizin, in der Pharmakologie und der Medizintechnik. In der Präzisionsmedizin ermöglichen es parallelisierbare Zellkul-tivierungseinheiten, viele verschiedene mögliche Krebstherapien auf ihre Wirksamkeit hin zu testen, um einem Patienten die für ihn individuell beste anbieten zu können. In der Pharmakologie könnten neue Medikamente in realitätsnäheren und damit aussa-gekräftigen organähnlichen, aus menschlichen Zellen bestehenden Geweben getestet werden. Und der Medizintechnik könnten neue Sensor- und Aktorkonzepte und neue biokompatible Materialien zur Verfügung gestellt werden


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