Entwicklung von 3D biogedruckten Gerüsten aus Polysaccharid-Nanofasern und Chitosan Hydrogelen für Tissue Engineering Anwendungen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Anayancy Osorio-Madrazo, bis 4/2024
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422099486

Es besteht ein gesteigertes Interesse an der Entwicklung von 3D-Biofabrikations-Technicken, die komplexe und funktionale Bauwerke aus passenden Biomaterialien und Zellen zu produzieren, um die Mikroumgebung von natürlichem Gewebe nachzuahmen. Das 3D-Bioprinting entwickelt sich zu einem leistungsstarken Werkzeug für das tissue engineering (TE), das additive Fertigung anwendet um ähnliche 3D-Konstruktionen darzustellen. Die derzeitig realisierten Bioprinting Technologien sind zumeist inakzeptabel funktionale feste Gewebe/Organe zu drucken. Die Vielseitigkeit von mikroextrusions Bioprinting kombiniert mikroskopische Auflösung mit der Fähigkeit makroskopische Hydrogelstrukturen zu bilden, sowie die große Menge von präzise dosierbaren Materialien, machen die Technik des Bioprinting geeignet für Anwendungen des tissue engeneering. In diesem Projekt haben wir das Vorhaben, funktionale 3D-Biostrukturen basierend auf Chitosan Hydrogelen, die durch Zellulose-Nanofasern verstärkt sind, extrusionsbasiert durch Bioprinting für die Anwendung bei der Heilung und Regeneration von mechanisch beanspruchten Hydrogelgeweben zu drucken. Wir nehmen an, dass die Entwicklung von 3D biogedruckten Zellulosenanofasergefüllten Chitosan-Hydrogelen das Heilen und Regenerieren solcher Gewebe langfristig durch die Konstruktion und das Einbringen von funktionalen 3D-Gewebeersatz fördert. Wir werden das Modell prüfen, um unser entwickeltes Biomaterial, das Faserverstärkte Hydrogel und das mechanisch beanspruchte natürliche Gewebe zu bewerten: intervertebral disc (IVD). Das Bestimmen von Parameter des Bioprintingprozesses wird berücksichtigt um makroskopische 3D-Biostrukturen mit guter Formgebung und Stabilität mit ineinandergreifender poröser Mikrostruktur zu erhalten, die auch entsprechende mechanische und biologische Eigenschaften aufweisen. Gewebsheilung und Regeneration durch die 3D biogedruckten Zellulosenanofaser/Chitosan-Hydrogele, die der natürlichen Struktur und Funktionalität des Annulus fibrosus einer Region der IVD, wird in diesem Projekt ausgewertet.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen