DFG: Transregio-Sonderforschungsbereich 225
Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen

Universität Bayreuth, Pressemitteilung Nr. 145/2017 vom 1. Dezember 2017

Biofabrikation ist eine Zukunftstechnologie. Lebende Zellen und Gewebestrukturen bilden dabei die Bausteine von Materialien, die der Biomedizin völlig neue Möglichkeiten für effiziente und zugleich schonende Therapien eröffnen. Bereits zum Sommersemester 2017 startete an der Universität Bayreuth der in Deutschland bisher einzigartige Masterstudiengang „Biofabrication“. Die enge Anbindung dieses englischsprachigen Studienangebots an die Forschung wird demnächst weiter verstärkt durch einen Transregio-Sonderforschungsbereich, in dem sich die Universitäten Bayreuth, Erlangen-Nürnberg und Würzburg (Sprecheruniversität) zusammengeschlossen haben. Der TRR-SFB mit dem Titel „Von den Grundlagen der Biofabrikation zu funktionalen Gewebemodellen“ wird ab 1. Januar 2018 zunächst für vier Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Bayreuther Mitglieder des neuen Sonderforschungsbereichs zur Biofabrikation: Junior-Prof. Dr. Gregor Lang, Prof. Dr. Thomas Scheibel, Habilitandin Dr. Sahar Salehi, Prof. Dr. Hans-Werner Schmidt sowie die Doktoranden Andreas Frank M.Sc. und Vanessa Wicklein M.Sc. Nicht im Bild: Junior-Prof. Dr. Stephan Gekle. Foto: Christian Wißler.

„Gemeinsam mit unseren Partneruniversitäten wollen wir ein Kompetenzzentrum von der Grundlagenforschung bis zur Gewebeentwicklung aufbauen, das auf dem Gebiet der Biofabrikation schon bald eine starke internationale Ausstrahlung entwickeln wird. Es wird insbesondere auch unseren Master-Studierenden zugute kommen. Sie können hier aus erster Hand den neuesten Forschungsstand kennenlernen und beispielsweise über ihre Masterarbeiten an praxisorientierten Projekten mitarbeiten“, erklärt Prof. Dr. Thomas Scheibel, der den Masterstudiengang „Biofabrication“ und zugleich als Standortsprecher die Bayreuther Forschungsarbeiten im neuen Sonderforschungsbereich koordiniert. „Unsere Absolventen haben daher – vor allem nach einer anschließenden Promotion – ausgezeichnete berufliche Chancen, spannende biomedizinische und medizintechnische Entwicklungen an verantwortlicher Stelle voranzutreiben“, so der Wissenschaftler, der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Biomaterialien innehat.

Erst vor wenigen Monaten ist es seinem Team gemeinsam mit Erlanger Forschern gelungen, den Grundstein zur künstlichen Produktion von Herzgewebe zu legen. Auch diese Forschungsarbeiten werden künftig im Rahmen des neuen TRR-SFB gefördert. Darüber hinaus sind seitens der Universität Bayreuth Frau Dr. Sahar Salehi (Habilitandin am Lehrstuhl Biomaterialien), Junior-Prof. Dr. Stephan Gekle (Simulation und Modellierung von Biofluiden), Junior-Prof. Dr. Gregor Lang (Biopolymerverarbeitung) und Prof. Dr. Hans-Werner Schmidt (Lehrstuhl Makromolekulare Chemie I) am Sonderforschungsbereich beteiligt.

Eine zentrale Bedeutung für die Biofabrikation haben automatisierte 3D-Druck-Prozesse. Daher besteht derzeit ein großer Bedarf an „Biotinten“, die das Überleben der Zellen gewährleisten und deren gewünschtes Verhalten in den gedruckten Materialstrukturen nicht beeinträchtigen. „Allein auf diesem Forschungsfeld gibt es eine Vielzahl dringend zu klärender Fragen, an deren Lösung Bayreuther Master-Studierende schon heute mitarbeiten“, so Prof. Scheibel. Weitere Forschungsthemen, die auch im neuen Sonderforschungsbereich eine prominente Rolle spielen, sind beispielsweise die Regeneration von Muskeln oder die Etablierung von Tumormodellen für die Entwicklung besserer Krebstherapien.

Modernste Forschungsinfrastruktur auf dem Bayreuther Campus

Für alle diese Forschungsarbeiten ist das Bayreuther Keylab „Adaptive Biomanufacturing“ des Bayerischen Polymerinstituts (BPI) eingerichtet worden. Hier werden beispielsweise mit Rapid-Prototyping-Verfahren polymere Strukturen hergestellt, in die bereits während der Formgebung lebende Zellen integriert werden.

In Kürze wird diese Forschungsinfrastruktur durch eine neuartige Mikroskopietechnik weiter ausgebaut: Eine „korrelative Mikroskopieeinheit“ wird ein konfokales Lichtmikroskop, das beispielsweise eine lebende Einzel-Zelle sichtbar macht, mit einem Rasterelektronenmikroskop verknüpfen, das in Hochauflösung genau diese Zelle und deren Wechselwirkung mit den umgebenden polymeren Strukturen erkennen lässt. Ein in dieses Gerät integriertes Mikrotom ermöglicht, ähnlich wie die Computertomografie, hochpräzise Einblicke in den Aufbau des gesamten Komplexes aus lebenden Zellen und Polymeren. Die korrelative Mikroskopieeinheit im Wert von rund 1,4 Millionen Euro wird durch eine Großgeräteförderung von der DFG unterstützt. Mit Inbetriebnahme des neuen Gebäudes der TechnologieAllianzOberfranken (TAO) wird sie im Frühjahr 2018 für Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Biofabrikation zur Verfügung stehen.

Kontakt:

Prof. Dr. Thomas Scheibel
Lehrstuhl Biomaterialien
Tel.: +49 (0)921 / 55-7360
E-Mail: thomas.scheibel@uni-bayreuth.de

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