Chemisch-biologisches Design von Biomaterialien und Biotinten für lichtbasierte Biofabrikationsprozesse im Tissue Engineering

Der Einzug von additiven Fertigungsmethoden, insbesondere 3D-Druckverfahren, in die Bio- und Medizinwissenschaften bietet großes Potenzial für die Bereitstellung von maßgeschneiderten Gerüststrukturen und 3D-Zellkultursystemen sowie deren Einsatz bei der gezielten Gewebe- und Organrekonstruktion. Eine zunehmende Bedeutung gewinnt daher die Entwicklung geeigneter druckbarer Materialien, um künstliche Mikroumgebungen für Zellen zu schaffen, welche die natürliche extrazelluläre Matrix imitieren und das Zellwachstum in 3D fördern. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem chemisch-biologischen Design von zellfreien Biomaterialien sowie zellenthaltenden Biotinten für verschiedene lichtbasierte Biofabrikationsprozesse wie das 3D-Bioprinting, Direct Laser Writing und Photopatterning. Die neu entwickelten Materialkompositionen auf Basis von funktionalisierter Gelatine, Polyethylenglykol und Polycaprolacton gewährleisten eine verbesserte Zellverträglichkeit, kontrollierte viskoelastische Eigenschaften sowie Adaptivität gegenüber externen Umwelteinflüssen. Sie sollen damit einen wichtigen Beitrag leisten, um die Bandbreite und Komplexität der zur Verfügung stehenden Materialien für 3D-Druckverfahren im Tissue Engineering zu erweitern und auf die jeweiligen Bedürfnisse zuzuschneiden.