ME3T

Mechanobiologische Herausforderungen bei der Herstellung neuartiger 3D-Zellkulturmodelle mittels Hydrogel-basierter Bioprinting-Technologie

Dieses Forschungsprojekt ist eingebettet in das DFG-finanzierte Graduiertenkolleg 'Mechanobiology in Epithelial 3D Tissue Constructs (ME3T; https://me3t.rwth-aachen.de)' (GRK 2415). ME3T hat zum Ziel, Doktoranden zu der multidisziplinären Thematik Mechanobiologie durch Experten aus den Fachbereichen Biophysik, Stamm­zell- und Molekularbiologie, Werkstoffwissenschaften, Bioingenieurwissen­schaften und Medizin auszubilden. In den Forschungsprojekten in ME3T wird ergrün­det, wie sich mechanische Kräfte auf die Funktionen und auf die Selbstorganisation von Zellen und Geweben in Abhängigkeit von Raum und Zeit auswirken. Der Fokus liegt dabei auf epithelialen Geweben.

Das übergeordnete Ziel des ZWBF-Projektes ist, grundlegendes Wissen und ingeni­eurwissenschaftliche Techniken und Methoden für die Herstellung von epithelialem Gewebeersatz bereitzustellen. Dazu wird insbesondere die 3D-Bioprinting-Technolo­gie genutzt. Wir untersuchen den mechanobiologischen Effekt, der auf Epithelzellen durch verschiedene Dispensiertechniken beim Bioprinting ausgelöst wird und entwi­ckeln geeignete 3D-In-vitro-Gewebeersatzmodelle. Dazu nutzen wir mathemaische Modelle und numerische Simulation und verknüpfen die daraus gewonnen Erkennt­nisse mit experimentellen Untersuchungen. Insbesondere ergründen wir mit Hilfe von numerischen Simulationsmodellen, unter welchen Randbedingungen beim Bioprinting Schubspannung und hydrostatischer Druck auftreten, die kritisch für die zu verdru­ckenden Zellen sein können. Zusätzlich werden In-vitro-Experimente durchgeführt, um mögliche Kurz- und Langzeiteffekte von Schubspannung und hydrostatischem Druck auf Zellen und die Gewebeentwicklung nach dem Drucken zu ergründen.