3D-Druck

Streckbank für Zellen

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie und der Universität Heidelberg ­haben eine Methode entwickelt, die neue Möglichkeiten für die Medizintechnik bietet.

Streckbank für Zellen

Die Reaktion einzelner Zellen auf mechanischen Stress, die durch 3D-Modelle erzwungen werden kann, ermöglicht eine vielseitige zellbiologische Betrachtungsweise.

Zellen werden kontinuierlich von ihrer Umgebung beeinflusst. Neben biologischen Faktoren geraten immer mehr physikalische Einflüsse wie Druck oder Zug in den Fokus der Forschung. Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg haben eine auf 3D-Druck basierende Methode entwickelt, mit der sich der Einfluss äußerer Kräfte auf einzelne Zellen analysieren lässt. 

Mit einem 3D-Laserdruckverfahren stellen sie Mikrogerüste her, auf deren Pfeilern eine Zelle verankert werden kann. In das Innere des Gerüsts wird ein Hydrogel gedruckt, dass sich auf ein äußeres Signal hin ausbreitet und so die Pfeiler, auf denen die Zelle sitzt, nach außen drückt. So lässt sich gezielt untersuchen, wie die Zelle auf die Deformation reagiert.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 10/2020. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Damit ermöglicht die neue Methode eine präzise und kontrollierbare Beobachtung einzelner Zellen unter mechanischem Stress. Ein erstes Beispiel: Bei der Untersuchung humaner Knochentumorzellen und embryonaler Mäusezellen zeigte sich deutlich, dass die Zellen der Verformung aktiv entgegenwirken und zum Ursprungszustand zurückkehren, wenn der Druck aufgehoben wird. Bei Zellen, die das Protein NM2A nicht bilden können, war dagegen wenig Gegenwirkung der Zelle festzustellen.

Die Flexibilität im Design und in der Geometrie der 3D-gedruckten Gerüste eröffnet Möglichkeiten, vielseitige zellbiologische Fragen anzugehen, die sich mit der Reaktion einzelner Zellen auf mechanischen Stress befassen. Ein tieferes Verständnis dieser Prozesse ist notwendig, da Fehlsteuerungen zu krankhaften Veränderungen wie Tumormetastasierung oder Organdefekten führen können.

Die Arbeit entstand im Exzellenzclusters „3D Matter Made to Order“, wo Wissenschaftler an innovativen Technologien und Materialien für digitale skalierbare additive Fertigungsverfahren forschen, um 3D-Druck präziser, schneller und leistungsfähiger zu machen.

Bildquelle: Getty Images/iStock/Getty Images Plus

©2020Alle Rechte bei MEDIENHAUS Verlag GmbH

Unsere Website verwendet Cookies, um Ihnen den bestmöglichen Service zu bieten. Durch die weitere Nutzung der Seite stimmen Sie der Verwendung zu. Weitere Infos finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

ok