Neue Methode zur Produktion biokompatibler Mikrofasern für Eigenhaut und Organe

In der Biomedizintechnik gewinnt das Thema Tissue Engineering zur ex-vivo Produktion von Haut oder Organen zusehends an Bedeutung. Dafür werden biokompatible Mikrofasern mit eingeschlossenen Mikrokapseln in kontrollierter Größe und Form benötigt, da die für das Tissue Engineering verwendeten Zellen in Material eingelagert sein müssen, das der natürlichen Anordnung in-vivo möglichst ähnlich ist. Bislang war die Herstellung solcher Fasern bei niedrigem Output recht aufwändig und zeitintensiv. Forschende der TU Graz haben nun eine neue Methode zur Herstellung von pharmazeutisch und biomedizinisch einsetzbaren Mikrofasern mit den gewünschten Eigenschaften entwickelt, die bei wesentlich geringerem Produktionsaufwand einen deutlich höheren Ertrag als bei bisherigen Verfahren abwirft.

In einem von der American Physical Society veröffentlichten Paper legen Carole Planchette und ihr Team vom Institut für Strömungslehre und Wärmeübertragung der TU Graz dar, wie sie mit ihrer vom Wissenschaftsfonds FWF und der Austria Wirtschaftsservice Gesellschaft aws geförderten Entwicklung in Sekunden mehrere Meter dieser Mikrofaser herstellen können. Die gängigen Methoden schaffen im gleichen Zeitraum höchstens ein paar Zentimeter. Möglich gemacht hat diese Beschleunigung die Abkehr von der Produktion der Mikrofasern in Flüssigkeitsumgebung mittels mikrofluidischer Chips hin zu einer Herstellung, die in steriler Raumluft möglich ist. Dadurch konnten die notwendigen Prozessschritte sowie die Kosten stark reduziert und potenzielle Fehler- und Verstopfungsquellen minimiert werden.

In ein paar Jahren soll sich mittels der neuen Methode eine der Haut ähnelnde Faser aus menschlichen Zellen herstellen lassen. Dieser Einbau von Zellen in die Mikrofaser ist der nächste Forschungsschritt für Carole Planchette und ihr Team. Das daraus erwartete Ergebnis kann beispielsweise eine große Hilfe für Brandopfer sein, da aus ihren eigenen, unversehrten Hautzellen neue und personalisierte Haut für eine Transplantation in sehr kurzer Zeit produziert werden kann. Bei der Erforschung der Herstellung von künstlicher Haut arbeiten die Forschenden der TU Graz mit der Med Uni Graz zusammen. In der weiter entfernten Zukunft - mehr als zehn Jahre - kann es dann auch möglich sein, künstliche Organe mit dieser Mikrofaser herzustellen.