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Diese Plattform löst Probleme

3D-Biointerfaces: Toolbox aus hydrogelbasierten Beschichtungen und Strukturierungstechniken
Diese Plattform löst Probleme

2PP-generierte Implantate bestehend aus photosensitiven Polymeren (Bild: iba Heiligenstadt e.V.)
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Unternehmer und Forscher entwickeln als industrielle Technologieplattform eine Toolbox aus Hydrogelen für bioaktive Beschichtungen. Diese eignet sich für Passivierungs-, Strukturierungs- und Funktionalisierungstechniken für 3D-Biointerfaces.

„Basis“ – diese Kurzform steht für „Bioanalytics and Surfaces for Integration in Systems“ und ist ein Bündnis aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen in Thüringen. In dessen Fokus stehen neue Produkte mit bisher nicht realisierbaren Produkteigenschaften, die in der Messtechnik für biologische Systeme eingesetzt werden können sowie in der mobilen Analytik und Implantologie. Das Verbundprojekt wird vom BMBF gefördert.

In Jena trafen sich nun die Partner zum finalen Workshop und präsentierten Ergebnisse und Ideen, die reif sind für die praktische Anwendung. Im Mittelpunkt steht dabei eine Toolbox aus Hydrogelen. Sie wurde als gemeinsame industrielle Technologieplattform entlang der Wertschöpfungskette entwickelt, für bioaktive Beschichtungen sowie Passivierungs-, Strukturierungs- und Funktionalisierungstechniken für 3D-Biointerfaces.
Die Toolbox umfasst eine virtuelle Material-, Technologie- und Testplattform. Einzigartig an ihr ist, dass hier Elemente einer materialtechnischen Technologieplattform i mit Elementen einer verfahrenstechnischen Technologieplattform kombiniert werden. So sollen sich effektiv die gewünschten Struktur-Eigenschafts-Beziehungen generieren lassen.
Die Projektpartner gehen davon aus, dass die Verfügbarkeit 3D-strukturierter Hydrogele nun nicht nur zu konkreten Fortschritten in der Biomedizin führen, sondern auch einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung von Chip- und Sensorsystemen für die Bioanalytik haben wird.
Die Technologieplattform biete innovative Lösungsansätze für eine Vielzahl von Problemstellungen, heißt es. Die Bildung einer „virtuellen“ Materialplattform beinhaltet aus Sicht des IBA Heiligenstadt e.V. beispielsweise folgende Hydrogele: Oligolactone, Co-oligolactone, Polyethylenglykole, Tetraetherlipide und Polyoxazoline. Eine hierzu komplementäre Technologieplattform etabliet zugehörige Strukturierungsverfahren. Zu ihnen zählen Rapid-Prototyping-Verfahren, wie die Zweiphotonen-Polymerisation (2PP) und das μ-Contact-Printing, sowie Self-Assembling-Verfahren, wie zum Beispiel die Layer-by-Layer-Beschichtung mit Polyelektrolyten und das Self Assembling amphiphiler Lipide.
Der Aufbau einer Bioreaktor-gestützten Testplattform ist ein Beispiel für den dritten Zweig der entstandenen Toolbox. Die zentrale Basis dieser Testkonzeption sind verschiedene Ausführungen von Bioreaktoren, mit denen sich relevante Milieubedingungen simulieren lassen. Spezifische Durchflussmesszellen lassen sich an einen Laborbioreaktor koppeln, um biologische Systeme reproduzierbar zu kultivieren. Es wurde auch ein Bioadhäsionsmessplatz für mikrobiologische Mischkulturmodelle etabliert, der eine strömungsmechanische Bewertung bei den eingesetzten Fließbedingungen ermöglicht. In Abhängigkeit von der Expositionszeit lässt sich der Biofilmstatus auf den Materialien beurteilen.
Mit den materialtechnischen und verfahrenstechnischen Kernkompetenzen sieht das Bündnis eine hervorragende Ausgangssituation, die Toolbox im Sinne einer Problemlösungsplattform zu nutzen und weiter zu entwickeln.
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