Knorpelschäden im Knie oder anderen Gelenken zeigen nur eine geringe Fähigkeit zur Selbstheilung, denn Knorpel besitzt keine Blutgefäße. Eine bewährte Methode zur Behandlung solcher Defekte ist die Transplantation von körpereigenen Knorpelzellen. Allerdings ist sie nicht in allen Fällen anwendbar. Abhilfe sollen personalisierte Knorpelzellimplantate aus dem 3D-Drucker schaffen.

3D-Biodruck

Bei einer neuen Fertigungstechnologie, der 3D-Biodruck, auch Bioprinting genannt, wird biologisches Gewebe in einem dreidimensionalen Format hergestellt. Wie bei herkömmlichen Verfahren der additiven Fertigung werden beim 3D-Biodruck Schichten von Materialien zu einer bestimmten Struktur aufgebaut. Dafür werden spezielle Drucktinten entwickelt, die körpereigene Knorpelzellen enthalten.

„Im Projekt BioPol-3D entwickeln wir Tinten für den 3D-Biodruck, die bereits die Knorpelzellen der Patientin oder des Patienten enthalten. Die Zellen sind dabei in ein Hydrogel eingebettet.“, erklärt Professor Ruben R. Rosencrantz, Leiter des Forschungsbereichs »Life Science und Bioprozesse« am Fraunhofer IAP und Inhaber des Lehrstuhls „Biofunktionelle Polymermaterialien“ an der BTU.

Unser Ziel ist es, eine fortschrittliche 3D-Zellkultur für die Therapie von Knorpelschäden zu etablieren und gleichzeitig die Herstellung solcher Formkörper durch additive Fertigung zu revolutionieren«, so Ursula Anderer, die die Arbeitsgruppe „Zellbiologie und Tissue Engineering“ leitet.

Projekt

Das vierjährige Projekt des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) startete im Januar 2024. Es wird mit rund 2 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Quelle: idw-online  / PI Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung IAP