Vaskularisierte Gerüststrukturen für 3D-Gewebe-Aufbau (ArtiVasc)

Der Einsatz von künstlichem Gewebe in der Regenerativen Medizin besitzt ein großes therapeutisches Potenzial. Gleichzeitig sind hohe Anforderungen im Hinblick auf die In-vitro-Herstellung (Herstellung außerhalb eines Organismus) von funktionstüchtigen Geweben und die Wechselwirkung zwischen künstlichem und natürlichem Gewebe zu erfüllen. Die Schlüsselfrage für den erfolgreichen Aufbau und den Einsatz von in vitro entwickeltem Gewebe und Implantaten als natürliches Gewebe und Organersatz sind Langzeitstabilität und Integration in den menschlichen Körper. Bis jetzt scheitern zahlreiche Ansätze zur Erzeugung von künstlichem Gewebe an der mangelhaften Ernährung und Sauerstoffversorgung der Zellen. Tissue-Engineering-Produkte können daher bislang nur als Ersatz von nicht-vaskularisiertem Gewebe wie Knorpel und in-vitro gezüchtetem, hautähnlichem Gewebe eingesetzt.

Das ArtiVasc 3D-Projekt beschreitet neue Wege für die Herstellung von vaskularisiertem künstlichem Gewebe, welches eine kontinuierliche Ernährung der Zellen und einen Stoffwechsel ermöglicht. Hierfür werden in dem Projekt Materialien entwickelt, deren mechanische Eigenschaften die natürlichen Blutgefäße imitieren. Weiterhin werden Fertigungs- und Funktionalisierungstechnologien im Mikro- und Nanomaßstab entwickelt. Das vaskularisierte ArtiVasc 3D-Gewebe soll als Gewebeersatz mit natürlichen Eigenschaften eingesetzt werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, setzt ArtiVasc 3D auf die innovative Kombination von Drucken im Mikromaßstab, Multiphotonenpolymerisation im Nanomaßstab, Elektrospinnen, chemische und morphologische Oberflächenveränderung und Zellkultur. In diesem stark multidisziplinär ausgerichteten Projekt arbeiten Experten aus der Biomaterialforschung zusammen mit Fertigungsingenieuren, Physikern, Zellbiologen und Experten für Modellierung und Simulation, um ein Herstellungsverfahren für standardisiertes vaskularisiertes Weichgewebe zu entwickeln.

Das künstliche vaskularisierte Weichgewebe soll als Gewebeersatz in der Regenerativen Medizin eingesetzt werden, z. B. bei Brandwunden oder nach einer Tumorentfernung bei Brustkrebsoperationen. Zusätzlich kann neue, vaskularisierte künstliche Haut als innovatives In- vitro-Hautäquivalent für pharmazeutische und kosmetische Fragestellungen oder zur Testung chemischer Substanzen eingesetzt werden, um so zur Reduzierung von teuren und ethisch umstrittenen Tierversuchen beizutragen.