Zellen verändern die Eigenschaften biogedruckter Konstrukte

Bioprinting umfasst die additive Herstellung von Materialien mit lebenden Zellen, sogenannten Biotinten. Dabei sind strukturelle Eigenschaften dieser Biotinten, wie beispielsweise die Viskosität, entscheidend für die Druckbarkeit, Formtreue und vor allem die Zelllebensfähigkeit.

Die mechanischen Eigenschaften gedruckter Konstrukte werden stark von ihrer makroporösen Struktur beeinflusst. Dies umfasst die Porengröße, den Durchmesser der gedruckten Stränge oder auch die Schichthöhe, welche für die beabsichtigten Anwendungen im Tissue Engineering oder der regenerativen Medizin entscheidend sind. Es ist bekannt, dass die mechanischen Eigenschaften von Hydrogelen die Zellleistung beeinflussen können, doch umgekehrt können Zellen auch die mechanischen Eigenschaften biogedruckter Konstrukte verändern. Dieser Prozess ist jedoch noch wenig verstanden. Ein Team der AG Villmann konnte zusammen mit Kolleginnen des Lehrstuhls für Kontinuumsmechanik der FAU Erlangen-Nürnberg den Einfluss von Glioblastomzellen auf die mechanischen Eigenschaften von biogedruckten Alginat-Gelatine makroporösen Mesostrukturen zeigen, die über einen Zeitraum von 14 Tagen formstabil sind. Die Studie zeigt damit eindrucksvoll, dass Zellen einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Materialien und Strukturen für Bioprinting- und Tissue-Engineering-Anwendungen haben. 

Nicoletta Murenu, Jessica Faber, Anahita Ahmadi Soufivand, Monika Buss, Natascha Schaefer*, Silvia Budday* (*shared last authors). Cell Behavior and Complex Mechanical Properties of 3D Printed Cell-Laden Alginate-Gelatin Macroporous Mesostructures. First published: 17 September 2025, https://doi.org/10.1002/mabi.202500204

Fluoreszierende tdTomato (rot) transduzierte U87-Zellen, eingebettet in das Hydrogel. Das linke Bild zeigt die gesamte gedruckte makroporöse Mesostruktur, das rechte Bild zeigt die Vergrößerung des markierten Bereichs. Die Zellkerne wurden mit DAPI (blau) angefärbt. Maßstab 5 mm.
Rot fluoreszierende U87 Zellen in biogedruckten Mesostrukturen. Links zeigt die komplette gedruckte Struktur, rechts ein vergrößerter Ausschnitt. Zellkern markiert mit DAPI (blau). Größenbalken 5 mm.

Rot fluoreszierende U87 Zellen in biogedruckten Mesostrukturen. Links zeigt die komplette gedruckte Struktur, rechts ein vergrößerter Ausschnitt. Zellkern markiert mit DAPI (blau). Größenbalken 5 mm.