Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf dem Weg zum Druck künstlicher Organe

17.02.2015

Synthetisches DNA-Gel ist richtungsweisend

Ein zweiteiliges wasserbasiertes Gel aus synthetischer DNA und Polypeptiden bringt den 3D-Biodrucker weiter in Richtung Druck von Organen für die Transplantation oder als Tiermodell.


Ein zweiteiliges wasserbasiertes Gel aus synthetischer DNA und Polypeptiden

(c) Wiley-VCH

Dongsheng Liu (Tsinghua-Universität Peking) und Will Shu (Heriot–Watt University Edinburgh) und ihre Arbeitsgruppen sahen sich mit den Hauptschwierigkeiten konfrontiert, zum einen eine geeignete Matrix oder ein Gerüst zu finden, das die lebenden Zellen dreidimensional unterstützt, zum anderen, ein konsistentes Produkt herzustellen, das der Empfänger des Spenderorgans nicht wieder abstößt.

"Die erste Herausforderung war, dass wir mit einem normalen Gel keine lebenden Zellen für den 3D-Druck vermischen konnten", erklärt Shu. "Kollegen an der Tsinghua-Universität in Peking haben jedoch ein Gel entwickelt, das wie manche Klebstoffe zunächst in der Form von zwei separaten Flüssigkeiten vorliegt. Diese Flüssigkeiten können einzeln die Zellen aufnehmen und werden erst dann zum Gel, wenn sie während des Druckprozesses miteinander gemischt werden".

Liu erläutert: "Für unser neues DNA-Gel sind weder Hitze, UV-Licht, Salze oder sonstige harsche Bedingungen nötig. In Verbindung mit Shus ausgeklügeltem 3D-Drucksystem konnten wir eine dreidimensionale Matrix herstellen, in der sich hoch produktive lebende Zellen befinden."

"Spezialisierte Bildgebungsverfahren ermöglichten es uns zudem, in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Rory Duncan nachzuweisen, dass die Zellen nach dem Druck weiter lebten und im subzellulären Bereich funktionsfähig waren", betont Shu.

Lediglich durch Austausch einer Base in der DNA-Sequenz können Liu und Kollegen die Steifheit des Gels sowie des gedruckten Objekts genau einstellen und somit dem Endprodukt Konsistenz verleihen, was ein weiterer großer Vorteil ist.

Die klassischen Gele für den 3D-Druck sind aus Naturstoffen aufgebaut, zum Beispiel aus Collagen oder Algenextrakten. Mit diesen Materialien lassen sich lebende Zellen kaum vermischen, die Steifheit des Gels ist nicht einstellbar, und die Gele sind nicht für die Produktion standardisierbar. Das neue zweiteilige DNA-Gel überwindet diese Schwierigkeiten und bietet für das langfristige Ziel des Organdrucks eine Matrix, die der Empfängerorganismus des künstlichen Organs nicht abstößt.

Und Shu fügt hinzu: "Ziel ist es letztlich, Organe für die Transplantation 3D zu drucken und Alternativen zu finden, um Arzneimittel nicht mehr an Tieren testen zu müssen. In Verbindung mit unserem 3D-Drucker für lebende Zellen ist dieses Gel ein gewaltiger Schritt in Richtung eines langfristigen medizinischen Nutzens".

Angewandte Chemie: Presseinfo 05/2015

Autor: Dongsheng Liu, Tsinghua University (China), http://liuds.chem.tsinghua.edu.cn/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201411383

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen
20.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Satellitenbilder zur Erfassung von Biodiversität nur bedingt tauglich
20.11.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie