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Lebende Zellen im Femtosekunden-Takt

Tissue-Engineering
Lebende Zellen im Femtosekunden-Takt

Tissue-Engineering
Momentaufnahme: Ein 0,5 mm langer gleichmäßiger Jet mit einer Dicke von etwa 50 µm verjüngt sich nach oben Bild: Jun Zhang / Projektgruppe Huber
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Tissue-Engineering | Die Multi-Photonen-Absorption ist eine neue Technik, um Strukturen aus lebenden Zellen zu drucken.

Organe aus dem Drucker – davon träumen nicht nur Patienten, sondern auch die Entwickler von Pharmazeutika, die an künstlich erzeugten Gewebeproben die Wirkung neuer Medikamente untersuchen wollen. Forschern der Hochschule München ist es gelungen, mit Hilfe eines Femtosekundenlasers lebende menschliche Zellen ohne Verunreinigung oder genetische Schäden in 3D auf ein Glasplättchen zu drucken.

Im Mikrosekundentakt schießt eine winzige Fontäne aus dem Probenbehälter und trifft auf ein mit Gel beschichtetes Glasplättchen. Binnen weniger Sekunden entsteht eine dreidimensionale Struktur aus lebenden menschlichen Zellen. In Zeitlupenaufnahmen ist zu sehen, wie die Lichtpulse des Femtosekundenlasers die Flüssigkeit anregen und sich unter der Oberfläche eine undurchsichtige Plasma-Blase bildet. Wenige Augenblicke später explodiert die Blase und eine Fontäne, dünner als ein Haar, schießt mit 50 km/h nach oben. Dieser „Jet“ besteht aus winzigen Wassertröpfchen, und diese enthalten lebende Zellen.

„Mit diesem Jet können wir Zellstrukturen drucken“, erläutert der Doktorand Jun Zhang. Die Anlage lässt sich so steuern, dass die Zellen in einer Ebene, aber auch dreidimensional und in hoher Auflösung aufgebracht werden können. So entstehen Keimzellen für neues Gewebe. Je nachdem, welche Zellen auf das Glasplättchen aufgedruckt werden, bildet sich Haut-, Herzmuskel- oder Knorpelgewebe. Zhang arbeitet derzeit mit Sehnen-Zellen. Aus denen will er, zusammen mit Medizinern der Universität Regensburg, künstliche Sehnen für Implantate herstellen.

www.hm.edu

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