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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Rheologische Charakterisierung und 3D Biodrucken von vorvernetzten Alginat Biotinten

Freitag (20.09.2019)
11:00 - 11:30 Uhr Rotterdam

Alginat Hydrogele sind von besonderem Interesse in Wundheilungs, Wirkstofffreisetzungs und tissue engineering Anwendungen, aufgrund ihrer Biokompatibilität und ihrer Ähnlichkeit zur Extrazellulären Matrix in Geweben. [1] In diesem Projekt wurde das 3D Drucken von vorvernetzten Alginathydrogelen pharmazeutischer Reinheit mittels eines internen Gelierungsprozesses realisiert. Dazu wurde D-(+)-Glucono-1,5-lacton in Kombination mit CaCO3 verwendet. Anschließend wurden sowohl die rheologischen Eigenschaften, als auch die Zellviabilität in den Biotinten bestimmt und mit reinen Alginatlösungen verglichen.

Der Einfluss von verschiedenen Parametern, wie beispielsweise des CaCO3 Anteils, die Art und Weise des Rührprozesses sowie der Temperatur während der (Vor)-Vernetzungsreaktion wurde verglichen und im Hinblick auf die Formgenauigkeit bewertet. Durch die Optimierung der o.g. Parameter war es möglich poröse 3D Konstrukte mit einer Höhe von 5 mm und einer Porengröße von 1.1 mm mit diesen Biotinten zu drucken.

Die rheologischen Daten erlauben eine Abschätzung der Scherkräfte denen die Zellen während des Druckvorgangs ausgesetzt sind. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die vorvernetzte Biotinte im Vergleich mit reinem Alginat im Fall von NIH-3T3 Fibroblasten Zellen keinen Einfluss auf die Zellviabilität direkt nach dem Drucken hat.

Die Untersuchungen des Projekts brachten zwei primäre Erfolge hervor. Zum einen konnte gezeigte werden, dass durch eine kontrollierte Vorvernetzung von Alginat durch interne Gelierung die Formgenauigkeit beim Drucken deutlich gesteigert werden kann, ohne jedoch Einbußen in der Zellviabilität zu generieren. Zum anderen konnten die optimalen rheologischen Parameter zum 3D Drucken von Alginat-basierten scaffolds bestimmt werden.


[1] Kuen Yong Lee, David J. Mooney; Progress in polymer science 37, 106-126, 2012

Sprecher/Referent:
Jonas Hazur
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Joachim Kaschta
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Prof. Dirk W. Schubert
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Dr. Rainer Detsch
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
  • Prof. Aldo R. Boccaccini
    Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)