Die Miller School of Medicine der University of Miami hat eine neue Bioprinting-Einrichtung eröffnet, die bereits zur Herstellung lebender Gewebe, patientenspezifischer Implantate und fortschrittlicher Medikamentenverabreichungssysteme verwendet wird. Die Einrichtung könnte dazu beitragen, Bioprinting-Technologien näher an die reale klinische Anwendung zu bringen.
Die Einrichtung befindet sich im Dr. John T. Macdonald Foundation Biomedical Nanotechnology Institute (BioNIUM) und vereint Forscher, Ingenieure und Kliniker unter einem Dach. Ziel ist es, die Entwicklung personalisierter medizinischer Behandlungen und regenerativer Medizintechnologien zu beschleunigen.
„Es ist ein bisschen wie bei Star Trek“, sagte Sylvia Daunert, Direktorin von BioNIUM und Lucille P. Markey Chair in Biochemie und Molekularbiologie. „Wir stellen Moleküle her, die Nano-Träger genannt werden und kranke Zellen erkennen. Sie fungieren wie ein GPS und liefern Medikamente dorthin, wo sie gebraucht werden. Diese Technologien haben einen enormen Einfluss auf die Medizin.“
Was die neue Einrichtung auszeichnet, ist die Bandbreite der verfügbaren Technologien an einem einzigen Ort. Forscher können das Zentrum nutzen, um eine Vielzahl von Dingen zu entwickeln, darunter Gewebemodelle, Knochenregenerationsgerüste, bioaktive Moleküle, Mikrofluidik-Geräte, Mikronadeln für die Medikamentenabgabe, chirurgische Modelle, neuronale Schnittstellen und künstliche Organe. Darüber hinaus kann die Universität laut Angaben der Universität die Plattform Merkmale von nur 200 Nanometern Größe erstellen und dabei lebende Zellen während des Druckens erhalten.
„Wir stellen Operationswerkzeuge für Chirurgen her, schaffen künstliche Gewebe Schicht für Schicht für die Forschung, rekonstruieren Knochen und entwickeln Mikrofluidik für Point-of-Care-Tests. Wir können Mikrochips für Computer-Gehirn-Schnittstellen und künstliche Organe herstellen“, sagte Dr. Daunert. „Wir stoßen an die Grenzen dessen, was die Wissenschaft leisten kann.“
Die neue Einrichtung ist darauf ausgelegt, mit lebenden Zellen, Wachstumsfaktoren und anderen empfindlichen biologischen Materialien zu arbeiten. Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Herstellungsverfahren, die auf hohe Temperaturen angewiesen sind, arbeitet die Plattform unter Bedingungen, die die Lebensfähigkeit dieser Materialien erhalten.
„Wenn man sich andere Dinge ansieht, die getan wurden, wie das Erhitzen von Filamenten auf Hunderte von Grad zum Extrudieren… das würde Zellen töten“, sagte Vasudev Vivekanand Nayak, Maschinenbauingenieur und Betriebsleiter der 3D-Bioprinting-Einrichtung sowie Postdoktorand an der Miller School of Medicine. „Wenn Sie irgendein temperaturempfindliches Medikament haben, das Sie in Ihre Gewebekonstrukte einbauen möchten, würde extreme Hitze es zerstören. Sie benötigen Geräte, die lebende Zellen oder jegliche Art von bioaktiven Molekülen oder Wachstumsfaktoren bei physiologischer Temperatur drucken können. Das ist wirklich schwer zu tun und wurde in der Vergangenheit in vielen Fällen nicht versucht. Aber hier geschieht es.“