Druckverfahren in der Biotechnologie

Die Arbeitsgruppe „Druckverfahren in der Biotechnologie“ beschäftigt sich mit allen Aspekten der Bioprinting-Prozessentwicklung.

Voraussetzung für einen erfolgreichen Druckprozess ist die Entwicklung maßgeschneiderter Biotinten, welche netzwerkbildende und stabilisierende Komponenten enthalten. Diese bilden die Matrix für die biologisch aktiven Bestandteile, die zum Beispiel Enzyme oder eukaryotische Zellen sein können. Während des Bioprinting-Prozesses entstehen so funktionelle hybride Geometrien für den Einsatz in der pharmazeutischen und medizinischen Forschung. 

Das Bioprinting soll für die industrielle Anwendung reproduzierbar und robust gestaltet werden. Hierfür werden Strategien und optimierte Apparate entwickelt, welche die Umgebungsbedingungen und die Schritte beim Postprocessing der 3D-Druck-Verfahren SLA, Inkjet und Extrusionsdruck standardisieren.

Hand in Hand mit der Entwicklung von Strategien für die sichere Herstellung von bio-3D-gedruckten Objekten werden Methoden für die Qualitätskontrolle etabliert. Hier reicht die Bandbreite von rheologischen Messungen der Biotinten über in-process-Kontrollen bis zur Charakterisierung des gedruckten Objekts. Hierbei ist unter anderem die metabolische Aktivität der eingeschlossenen Zellen von Interesse. Eingesetzte Techniken sind unter anderem die automatisierte Bildanalyse, mechanische Tests und die Aktivitätsbestimmung über verschiedene Assays.

Abbildung 1 Schritte der Bioprinting-Prozessentwicklung. A: Die Zusammensetzung der Biotinte beeinflusst ihre Stabilität. Beispielsweise führt das thermoresponsive Additiv Kolliphor® zu einem Schmelzen bei niedrigen Temperaturen. B: Prozessentwicklung mit mehreren Bioprinting-Systemen. Für Hochdurchsatzanwendungen müssen die 3D-gedruckten Objekte reproduzierbar robust erzeugt werden. C: Charakterisierung von gedruckten Objekten mit verschiedenen Methoden.
 

Abschlussarbeiten
Bachelor- und Masterarbeiten können vergeben werden. Bei Interesse bitte per E-Mail mit Svenja Strauß oder David Grijalva Garces Kontakt aufnehmen.