Entwicklung und mikrofluidische Charakterisierung eines dynamisch kultivierten Vollhautmodells

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Lauster; Professor Dr.-Ing. Ralf Pörtner
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221897335

Der Antrag basiert auf dem gemeinsam von den Antragstellern bearbeiteten Projekt -Entwicklung und mikrofluidische Charakterisierung eines dynamisch kultivierten Vollhautmodells-. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von dynamisch kultivierten humanen Hautmodellen sowie deren Charakterisierung bzgl. Substanztransport, Gewebedynamik und Mikrofluidik. Ausgangspunkt ist ein Multi-Organ-Chip (MOC) als eine neuartige Technologie zur Modellierung von Segmenten des menschlichen Organismus im Objektträger-Chip-Format. Diese bietet eine einzigartige Plattform für die Entwicklung physiologisch angenäherter Hautäquivalente. Durch die flexible Bauweise und schnelle Design-Zyklen können modulare Hautmodelle entwickelt werden, die es erlauben Schritt für Schritt Komponenten wie Fettgewebe, Haarfollikel oder ein Gefäßsystem zu integrieren. Im laufenden Projekt wurden diese Hautmodelle erfolgreich entwickelt und Permeabilitätskoeffizienten zur Simulation von Stofftransport- und Verteilungseffekten bezüglich der Nährstoffe bzw. der anfallenden Metabolite bei der Ver- und Entsorgung der Zellkomponenten sowie für hochmolekulare Wirkstoffe erarbeitet. Nachdem bislang der Fokus auf der dem Verständnis der Wirkstoffpenetration lag, sollen sich die Arbeiten im Folgeprojekt mit der Erforschung von Penetrations- und Permeationsmechanismen von industriell hergestellten Nanomaterialien in menschlichen Hautmodellen beschäftigen. Hierzu sollen neue aussagekräftige Untersuchungsmethoden für die Erfassung der Penetration und Permeation von Nanomaterialien in und durch die menschliche Haut etabliert werden. Für die an der TU-Berlin entwickelte, Chip-basierende Langzeit-Hautkulturtechnologie soll die Nanomaterial-Exposition optimiert und im Vergleich zu anderen in vitro Verfahren und in vivo Daten bewertet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen