Der Titel des neuen von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) geleiteten Transregio-Sonderforschungsbereichs lautet: „Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen“. Sprecher ist Prof. Jürgen Groll, Inhaber des Lehrstuhls für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde; die Universität Erlangen-Nürnberg und die Universität Bayreuth sind an den Arbeiten beteiligt.
Unschätzbarem Wert als Tierversuchsersatz
Unter „Biofabrikation“ versteht die Wissenschaft die Verwendung automatisierter 3D-Druck-Prozesse, um lebende Zellen und Biomaterialien gleichzeitig zu verarbeiten und so Konstrukte herzustellen, die schon direkt nach der Herstellung in gewebeanalogen Strukturen aufgebaut sind. „Dies birgt die Möglichkeit einer automatisierten und damit standardisierten Herstellung funktionaler Gewebemodelle, welche von unschätzbarem Wert als Tierversuchsersatz, für die Pharma- und Krebsforschung und als regenerative Therapieoption wären“, erklärt Jürgen Groll.
Was fehlt, sind Biotinten
Der Fortschritt dieses jungen Forschungsfeldes wird derzeit vor allem durch einen Mangel an geeigneten zellverträglichen und druckbaren Materialien, so genannten Biotinten, begrenzt, die neben dem Überleben der Zellen auch deren Verhalten nach dem Druck nicht negativ beeinflussen oder sogar steuern. Weitere Punkte, die die Entwicklung bremsen, sind: ein unvollständiges Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Verfahrensparametern und Zellreaktionen sowie geeignete Methoden zur präziseren Fabrikation.
Erster Schritt: Grundlagen der Biofabrikation
Inhalt des neuen Sonderforschungsbereichs ist deshalb in der ersten vierjährigen Förderphase, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit rund 10 Mio. Euro finanziert wird, die Erforschung der Grundlagen der Biofabrikation. Dafür wollen die beteiligten Wissenschaftler ein Kompetenzzentrum mit international führender Rolle schaffen. Die Laufzeit des Sonderforschungsbereichs ist auf zwölf Jahre ausgelegt, sodass die erarbeiteten Grundlagen sukzessive biologisch untersucht, verbessert und systematisch angewendet werden können, mit dem Ziel der Herstellung funktionaler humaner Gewebemodelle.
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