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Projekt
Skalierbare Herstellung von funktionellem 3D-Fettgewebe
Antragsteller
Professor Dr. Dominik Egger
Fachliche Zuordnung
Biomaterialien
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576188383
Fettgewebe ist ein hochfunktionales Organ, das nicht nur als Energiespeicher dient, sondern auch eine zentrale Rolle im Stoffwechsel- und Entzündungsgeschehen spielt. In der translationalen Forschung steigt der Bedarf an humanem, funktionellem Fettgewebe für Tissue-Engineering-Prozesse, als modulare Bausteine für das Bioprinting und als humane Testsysteme für die präklinische Arzneimittelforschung. Diese Anwendungen erfordern große Mengen an Gewebe mit in-vivo-ähnlicher Funktionalität, skalierbarer Herstellung und kontrollierter Zusammensetzung. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines automatisierten Verfahrens zur Herstellung modularer, prä-vaskularisierter, funktioneller Gewebebausteine (ATBBs) unter vollständig humanen, serumfreien und physioxischen Bedingungen. Dazu werden mesenchymale Stammzellen (MSZ) und Endothelzellen (HUVECs) in Kern-Schale-Kapseln (CSCs) aus methacrylierter Gelatine (GelMA) eingebracht, die in einem millifluidischen Zwei-Phasen-System mit hohem Durchsatz hergestellt werden. Die Besonderheit dieser Methode liegt in der kontrollierten Ausbildung der GelMA-Schale durch partielle Photopolymerisation, wodurch manuelle Schritte reduziert, die Reproduzierbarkeit verbessert und ein hoher Standardisierungsgrad erreicht wird. Die MSZ werden innerhalb der CSCs zu funktionellen Adipozyten differenziert; gleichzeitig wird durch die Ko-Kultur mit HUVECs unter physioxischen Bedingungen die Bildung eines vaskulären Netzwerks unterstützt. Nach Differenzierung und gezielter Besiedlung der CSC-Oberfläche mit zusätzlichen Zellen werden die ATBBs zu größeren Gewebekonstrukten zusammengesetzt. In einem einfachen 3D-Kulturformat wird die Fusion der ATBBs und die Ausbildung vaskulärer Strukturen zwischen den Mikromodulen induziert. Die physiologische Funktion des resultierenden Gewebes wird durch die Messung der Insulinsensitivität sowie der Glukose- und Fettsäureaufnahme bewertet und mit nativem Fettgewebe verglichen. Das Verfahren ist sowohl für das Scale-up zur Herstellung großer Gewebemengen als auch für das Scale-out in hochparallelen Wirkstofftestsystemen geeignet und bietet somit ein modulares, physiologisch relevantes Modell für Anwendungen in der regenerativen Medizin und der personalisierten Pharmakologie.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Großgeräte
Rotating Wall Vessel Bioreactor
Gerätegruppe
3520 Bakterien-Zuchtgeräte, Fermenter
