Biofabrikation: 3-D-Druck, Schallpinzetten und die Erzeugung von Neuronen in mikroskopischen Käfigen

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Biofabrication: 3D-Druck, Schallpinzette und die Erzeugung von Neuronen in mikroskopischen KäfigenAn der TU Wien (Wien) wurden mikroskopisch kleine Käfige mit Gitteröffnungen von nur wenigen Mikrometern Größe hergestellt, die sich ideal zum Halten von Zellen eignen und lebendes Gewebe in einer ganz bestimmten Form wachsen lassen.

Dieses neue Forschungsgebiet nennt sich Biofabrication.In einer Zusammenarbeit mit der Stanford University brachten die Forscher Nervenzellen in kugelförmige Käfigstrukturen ein, wobei sie die akustische Bioprinting-Technologie nutzten, damit sich dort multizelluläres Nervengewebe entwickeln konnte.

Die Forscher stellten auch Nervenverbindungen zwischen den Käfigen her.

Zur Kontrolle der Nervenzellen wurden Schallwellen als akustische Pinzette eingesetzt.

Käfige in Fußballform”Wenn Sie lebende Zellen mit einem bestimmten Rahmen präsentieren, können Sie ihr Verhalten stark beeinflussen”, erklärt Prof.

Aleksandr Ovsianikov, Leiter der Forschungsgruppe 3-D-Printing und Biofabrication am Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik der TU Wien.

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Der dreidimensionale Druck ermöglicht die hochpräzise Herstellung von Gerüststrukturen, die dann mit Zellen besiedelt werden können, um zu untersuchen, wie lebendes Gewebe wächst und wie es reagiert”.Um eine große Anzahl von Nervenzellen auf kleinem Raum wachsen zu lassen, entschied sich das Forschungsteam für so genannte “Buckyballs” – geometrische Formen aus Fünf- und Sechsecken, die einem mikroskopisch kleinen Fußball ähneln.”Die Öffnungen der Buckyballs sind groß genug, damit die Zellen in den Käfig einwandern können, aber wenn die Zellen zusammenwachsen, können sie den Käfig nicht mehr verlassen”, erklärt Dr.

Wolfgang Steiger, der sich im Rahmen seiner Dissertation mit hochpräzisem 3D-Druck für Anwendungen in der Biofabrikation beschäftigt hat.Die winzigen Käfige der Buckballs wurden mit einem Verfahren hergestellt, das als Zwei-Photonen-Polymerisation bezeichnet wird: Mit einem fokussierten Laserstrahl wird an bestimmten Punkten in einer Flüssigkeit ein chemischer Prozess gestartet, der das Material an genau diesen Stellen aushärtet.

Indem der Brennpunkt des Laserstrahls kontrolliert durch die Flüssigkeit gelenkt wird, können dreidimensionale Objekte mit….

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