Mikrophysiologische Systeme, auch organs-on-chips genannt, erlangen zunehmend an Bedeutung. An den in Miniatur-Ausmaßen auf einen Chipträger aufgebrachten Organsystemen lassen sich die Effekte von Medikamenten, Kosmetika und Krankheiten auf den menschlichen Körper testen, ohne dass auf Tierversuche oder ähnliches zurückgegriffen werden muss. Das Problem: Die Produktion und Verwendung solcher Systeme ist kosten- und zeitintensiv. Forschern der Harvard University gelang es jedoch kürzlich, neue Materialien zu entwickeln, die es ihnen erlauben, zur Produktion der mikrophysiologischen Systeme 3D-Drucker zu verwenden. Auf diese Weise produzierten sie ein auf einen Chip aufgedrucktes Miniaturherz.


Bild: Johan Lind, Michael Rosnach, Disease Biophysics Group/Lori K. Sanders, Lewis Lab/Harvard University
Bild: Johan Lind, Michael Rosnach, Disease Biophysics Group/Lori K. Sanders, Lewis Lab/Harvard University

Forscher entwickeln neue Materialien für den 3D-Druck

Organs-on-chips-Systeme sind etwa so groß wie ein USB-Stick und nutzen lebende menschliche Zellen, um die Funktionen von Organen wie der Lunge, dem Darm, der Plazenta oder dem Herz zu simulieren. So lassen die Effekte von Wirkstoffen testen sowie Krankheitsfolgen testen und simulieren. Die Herstellung solcher Chipsysteme ist allerdings kompliziert, und um Daten von ihnen zu sammeln sind mikroskopische Sensoren und Hochgeschwindigkeitskameras notwendig.

Die Forscher der Harvard University wollten gleich mehrere Fliegen mit einer Klappe schlagen. Mit ihrer Forschungsarbeit wollten sie die Herstellung der Systeme erleichtern und die Komplexität erhöhen. Um dies zu erreichen, entwickelten sie 6 verschiedene, neue Materialien für einen 3D-Drucker, die die Struktur von menschlichem Herzgewebe nachbilden können. In dem simulierten Gewebe sind winzige Sensoren eingearbeitet. Die Materialien können in automatisierten Produktionsprozessen und für verschiedene organs-on-chips-Systeme verwendet werden.


We are pushing the boundaries of three-dimensional printing by developing and integrating multiple functional materials within printed devices. This study is a powerful demonstration of how our platform can be used to create fully functional, instrumented chips for drug screening and disease modeling„, so Jennifer Lewis, eine der Coautorinnen der Studie.

Entwicklung könnte Tierversuche reduzieren

Dank der integrierten Sensoren können die Forscher die Effekte von Wirkstoffen und Krankheiten auch über längere Zeit untersuchen, was vorher eher schwierig war. Besonders für die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Giftstoffe ist dies sehr nützlich. Besonders im Herzgewebe ist die Untersuchung von Veränderungen während der Entwicklung und Reifung des Gewebes schwierig. Die Entwicklung der Wissenschaftler könnte dies deutlich erleichtern. Dank der integrierten Sensoren können sie kontinuierlich Daten sammeln, während die Gewebe reifen oder ein Wirkstoff auf sie einwirkt.

Sollte es gelingen, die Produktion von mikrophysiologischen Systemen derart zu erleichtern, könnte dies in einem starken Rückgang von Tierversuchen resultieren, speziell in der Kosmetika-Forschung. Die Studie der Wissenschaftler aus Harvard wurde in der Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht.

via NewAtlas

"

Teile den Artikel oder unterstütze uns mit einer Spende.
PayPal SpendeAmazon Spendenshopping

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.