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Bioprinting 3D-Druck von Lungengerüsten

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Durch die Entwicklung neuer Druckerhardware, Software und Biomaterialien haben 3D Systems und United Therapeutics Grundlagen für das Bioprinting geschaffen. Möglich ist nun der 3D-Druck von hochdetaillierten Hydrogelgerüsten, die mit lebenden Zellen perfundiert werden können, um Gewebe zu erzeugen.

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Der Bioprinter Figure 4 fertigt diese vollständig mit Blutgefäßen versorgte Struktur aus Hydrogelen mit mikroskopischer Genauigkeit im Stereolithographie-Verfahren an.
Der Bioprinter Figure 4 fertigt diese vollständig mit Blutgefäßen versorgte Struktur aus Hydrogelen mit mikroskopischer Genauigkeit im Stereolithographie-Verfahren an.
(Bild: 3D Systems)

2020 erzielten 3D Systems und United Therapeutics bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung einer Plattformlösung für die additive Fertigung von Lungengerüsten. Der Bioprinter Figure 4 fertigt diese vollständig mit Blutgefäßen versorgten Strukturen mit mikroskopischer Genauigkeit im Stereolithographie-Verfahren an. Das Portfolio von 3D Systems reicht von Hardware über Software bis zur Materialwissenschaft.

Unsere Zusammenarbeit mit 3D Systems hat es uns ermöglicht, Grundlagenforschung in der regenerativen Medizin zu betreiben. Dank der von 3D Systems im Bioprinting in voller Größe hergestellten und mit Blutgefäßen ausgestatteten Lungengerüste können unsere Zellgewebeteams sich ganz auf die Herstellung von Organtransplantaten konzentrieren.

Derek Morris, Associate Director of Engineering bei Lung Biotechnology PBC

In Kombination mit der Expertise von United Therapeutics in der regenerativen Medizin hat 3D Systems Weiterentwicklungen bei der Lungenmodellierung, dem 3D-Druck sowie der Materialformulierung ermöglicht. Hierbei kommt das rh-Collagen zum Einsatz.

3D-Druck von hochdetaillierten Hydrogelgerüsten

3D Systems hat nun ein Portfolio neuer Funktionen aufgebaut, die speziell auf die regenerative Medizin ausgerichtet sind: Der neu entwickelte Vorgang Print to Perfusion ermöglicht den 3D-Druck von hochauflösenden Gerüsten, die mit lebenden Zellen perfundiert werden können, um Gewebe zu erzeugen.

Während sich in den vergangenen Jahren Bioprinting und regenerative Medizin weiterentwickelt haben, gab es einen wachsenden Bedarf, Zellen zur Fertigung komplexer Gewebe in eine hochauflösende Matrix einzubringen. Der beste Weg dorthin ist der präzise 3D-Druck mit Hydrogel, gefolgt von der Perfusion von Zellen in das gedruckte Gerüst.

Chuck Hull, Mitgründer, Executive Vice President und CTO von 3D Systems

Der schnelle Druck dieser großen, mit Blutgefäßen ausgestatteten und hochdetaillierten Hydrogelgerüste eröffnet neue Möglichkeiten für eine Reihe von Gewebeanwendungen. 3D Systems will diese Bemühungen vorantreiben und erweitert daher die Hochgeschwindigkeitstechnologie Figure 4 speziell für das Bioprinting und die regenerative Medizin. Das Unternehmen möchte künftig in Zusammenarbeit mit Partnern Anwendungen im menschlichen Körper entwickeln. So könnten neuartige Labortestmethoden zur Beschleunigung der Arzneimittelentwicklung bei gleichzeitiger Reduzierung von Tierversuchen ermöglicht werden.

Kooperationen mit Coll Plant Biotechnologies und Antleron

3D Systems investiert zusätzlich in die Forschung und Entwicklung in der regenerativen Medizin. So sollen zusätzliche Fachleute aus der regenerativen Medizin ins Team geholt werden. Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen mit mehreren Partnern zusammen, um ein größeres Lösungsportfolio zu bieten. Die Kooperationen mit Coll Plant Biotechnologies und Antleron wurde bereits bekannt gegeben.

Coll Plant ist der Entwickler der proprietären Bio-Ink-Technologie mit dem rekombinanten humanen Kollagen (rh-Collagen), die auch in der Zusammenarbeit mit United Therapeutics eingesetzt wird. Gemeinsam werden 3D Systems und Coll Plant Bioprinting-Workflows für Gewebe und Gerüste für Drittanbieter entwickeln.

Antleron ist in der regenerativen Medizin an der Schaffung personalisierter Fertigungslösungen für neuartige Therapieanwendungen beteiligt. Das Unternehmen kombiniert elementare Techniken wie 3D-Druck, Bioreaktoren und künstliche Intelligenz mit Know-how in Bioprozessen und schafft so Fertigungs-Workflows für die Umwandlung von Zellen in lebende Strukturen.

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