Inkjet-Bioprinting von künstlichem Gelenkknorpel: Biotintenentwicklung und Methodenetablierung

Die Darstellung von bioartifiziellem Gewebeersatz erfordert flexible Herstellungsprozesse. Das Bioprinting, das additive Fertigungsverfahren wie Inkjet-Druckverfahren für den Aufbau biologischer Strukturen aus Biomaterialien und lebenden Zellen nutzt, könnte dies in Zukunft ermöglichen. Geeignete Biomaterialien müssen druckbar sein und zu Matrices mit angemessenen biologischen und mechanischen Eigenschaften vernetzt werden können. Die vorliegende Studie befasst sich mit der Darstellung von Tinten für das Inkjet-Bioprinting. Dafür wurden Biopolymere der natürlichen extrazellulären Matrix (EZM), z. B. Gelatine oder Chondroitinsulfat, durch Reaktion mit Methacrylsäureanhydrid mit vernetzbaren Gruppen derivatisiert und zu Inkjet-Biotinten formuliert. Um deren Viskosität einzustellen, wurde die Gelatine zusätzlich mit Acetylgruppen funktionalisiert [1]. Durch UV-Bestrahlung erzeugte Hydrogele wurden auf ihre Biofunktionalität, Quellbarkeit und Festigkeit untersucht. Außerdem wurde die Verwendung der Biotinten für das Inkjet-Bioprinting etabliert. Die Biotinten sind Inkjet-druckbar, zytokompatibel und können zu Hydrogelen mit gewebeähnlichen, beispielsweise knorpelähnlichen, Eigenschaften vernetzt werden. Sie können den Aufbau von bioartifiziellen Gewebemodellen mittels Inkjet-Bioprinting ermöglichen.