Einleitung: Ein unverzichtbares Bindeglied in der medizinischen Forschung sind Tierversuche. Unvollständigen Statistiken zufolge fallen jedes Jahr Millionen von Tieren auf der ganzen Welt wissenschaftlichen Experimenten zum Opfer. Was blutig klingt, ist auch ein Prozess, den die medizinische Entwicklung durchlaufen muss. Mit der Entwicklung der 3D-Biodrucktechnologie in den letzten Jahren wird jedoch erwartet, dass einige biogedruckte Konstrukte einen funktionellen Ersatz für lebendes Gewebe erreichen und allmählich den Zweck erreichen, Tierversuche zu ersetzen.
△In 2014, about 400,000 mice died in the laboratory
18. Februar 2022 Ein von der Europäischen Union (EU)- finanziertes Projekt versucht, Tierversuche in der experimentellen medizinischen Forschung durch 3D-Bioprinting zu reduzieren. Koordiniert vom Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC) entwickelt das Projekt BRIGHTER (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) neue neuartige Ansätze für 3D-Bioprinting-Prozesse für Tissue Engineering und regenerative Medizin, um den Einsatz von Tierpräparaten zu reduzieren Diese Gebiete. Besonders hervorzuheben ist, dass sich das Projekt auf die Herstellung menschlicher Haut unter Verwendung einer neuartigen Bioprinting-Technik konzentriert, die auf gemusterten Laserlichtblättern basiert.
Professor Elena Martinez, coordinator of the BRIGHTER project, said: "Our innovative 3D bioprinting system not only achieves tissue closer to the real thing, but is also much faster than current systems, an essential factor in ensuring the viability of new tissue."
△ A small square containing a matrix of skin cells. Photo via IBEC.
Weniger Tierversuche durch 3D-Druck
Die 3D-Bioprinting-Technologie hat sich in den letzten zehn Jahren sprunghaft weiterentwickelt, mit großen Fortschritten bei der Entwicklung lebensfähiger patienten-spezifischer Gewebe. Während diese Entwicklungen für zukünftige Wirksamkeitsstudien vielversprechend sind, sind die Gewebe noch weitgehend experimentell und Studien mit Humanarzneimitteln sind Jahrzehnte entfernt. Sowohl die Wissenschaft als auch die Industrie arbeiten jedoch daran, dies zu ändern, wobei der schwedische Bioprinter-Hersteller CELLINK zusagte, seine Forschung an Tierversuchsmodellen für harmlose Zellen voranzutreiben und Miniatur-Hautmodelle an der Universität Stuttgart zu verwenden, um die Wirksamkeit von Krebsmedikamenten im Hinblick auf Eliminate zu testen Tierversuch.
Elsewhere, Fluicell's Biopixlar platform has produced highly complex neural models that show potential for future clinical drug screening applications, while UpNano's NanoOne Bio system is focusing on the fabrication of cell culture microstructures that may have Helps reduce the number of animal experiments behind clinical trials.
△CELLINK has acquired in vitro technology specialist MatTek to create a harmless drug testing model. Photo via MatTek.
Eine humanere Alternative zu Tierversuchen
In addition to IBEC, the Goethe University Frankfurt, the Technion Center in Israel and the biotechnology companies Mycronic and Cellendes are also participating in the BRIGHTER project. The program hopes to overcome many of the technical barriers that currently limit the fabrication of complex human tissue. The partners are collaborating on the development of a novel light-sheet bioprinting process capable of producing complex and accurate in vitro models that can be used for cosmetic and drug testing in the pharmaceutical industry and research settings. To fine-tune the technology, the BRIGHTER team is working to 3D print human skin, a highly complex tissue composed of multiple cell types and structures, such as sweat glands and hair follicles. Hydrogels will form a key component of the bioprinting process, as they form the basis for cells to grow and form new tissues, and they can also be personalized using a patient's own cells. To print skin with the desired structure, shape, and consistency, the researchers are using advanced imaging techniques that combine illumination from light sheets and high-resolution digital masks. By applying the laser directly to the hydrogel, the cells within it can be "patterned" and shaped into the right shape, allowing the team to control the stiffness, shape and size of the 3D printed structures.
The ability to shape hydrogels at a high level is especially critical for successfully printing human skin, because this tissue is made up of many layers of cells of different types. According to the BRIGHTER team, their bioprinting process was also able to create the blood vessels of the printed tissue and enable the function of sebaceous and sweat glands, as well as hair follicles to grow hair. Dr Nuria Torras, a postdoctoral researcher at IBEC, said: "We hope to be able to print a skin sample with an area of 1 square centimeter and a thickness of 1 mm in about 10 minutes with a cell viability rate of over 95 percent , greatly improving current bioprinting conditions. "The BRIGHTER project hopes that successful printing of the in vitro skin model will validate its potential for use in pharmaceutical and research settings, and ultimately reduce animal testing for drug and cosmetic testing.
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