In de nieuwste studie van prof. dr. Leonid Ionov, hoogleraar biofabricage, en zijn team aan de Universiteit van Bayreuth, zijn verschillende soorten hydrogels uitgebreid getest voor het 3D-printen van weefsels. Een hydrogel is een watervasthoudend en tevens wateronoplosbaar polymeer. Bovendien worden de celbevattende hydrogels, ook wel bio-inkt genoemd, gecombineerd met vezels om een ​​composietmateriaal te creëren.

Dit wordt bereikt door gebruik te maken van 3D (bio)printen met een geïntegreerd touch-spinproces. Touch-spinnen is een schaalbaar proces voor het produceren van vezels uit een polymeeroplossing of smelt. De wetenschappers van Bayreuth hebben nu voor het eerst 3D (bio)printtechnologie gecombineerd met touch-spinning-technologie in één apparaat.

"De inzichten die in deze studie zijn verkregen zijn van groot belang voor de productie van weefsels en in het bijzonder weefsels met vezelachtige structuren en uniaxiale uitlijning van cellen zoals bind- en spierweefsel", legt prof. dr. Ionov uit.

In hun artikel dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Healthcare Materials , Prof. Dr. Ionov, samen met Bayreuth-onderzoekers Prof. Dr. Dr. Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam, voorzitter van Cellular Biomechanics, Waseem Kitana, Ph.D. student aan de leerstoel Biofabrication, en hun collega Dr. Victoria Levario-Diaz van het Max Planck Instituut voor Medisch Onderzoek, rapporteren over een nieuwe aanpak voor de productie van meerlaagse bio-inktvezelcomposieten.

De Bayreuth-wetenschappers gebruikten bij de experimenten verschillende hydrogels en vergeleken hun eigenschappen. Hydrogels worden al tientallen jaren op grote schaal gebruikt als steigermateriaal op het gebied van weefselmanipulatie en biofabricage. Tissue engineering is de overkoepelende term voor de kunstmatige productie van biologische weefsels.

De combinatie van een hydrogelsysteem met een vezelsysteem vermindert de verwerkingseisen voor hydrogels, zoals verknoping om hun mechanische eigenschappen te verbeteren, aangezien de mechanische eigenschappen van deze composietmaterialen worden gedekt door het vezelsysteem. Bovendien is de eis van een lage mate van verknoping voordelig voor de daaropvolgende weefselvorming.

"De hydrogel voorziet de cellen van een waterig milieu dat de goede werking van de cellen bevordert, terwijl de vezels de oriëntatie van de cellen langs de hoofdrichting van de vezel moeten controleren", zegt prof. dr. Ionov.

Meer informatie: Waseem Kitana et al, Biofabricage van samengestelde bio-inkt-nanovezelconstructen:effect van reologische eigenschappen van bio-inkten op 3D (bio)printen en celinteractie met uitgelijnde, door aanraking gesponnen nanovezels, Geavanceerde gezondheidszorgmaterialen (2023). DOI:10.1002/adhm.202303343

Aangeboden door de Universiteit van Bayreuth