Projektbeschreibung
Zuverlässige Biofabrikation von vaskularisiertem 3D-Gewebe
Die Erzeugung von vaskularisierten 3D-Organen ist nach wie vor die bedeutendste Herausforderung im Bereich der Biofabrikation und Gewebezüchtung. Um eine funktionsfähige Gefäßdurchblutung mit den großen Arterien und Venen und den nur mikrometergroßen Arteriolen, Venolen und Kapillaren zu replizieren, sind hochauflösende mehrskalige Konstrukte erforderlich. Eine Möglichkeit zur Generierung eines vollständigen Gefäßsystems besteht in der Kombination aus fortschrittlicher Laser-Biodrucktechnologie und einem Verfahren zur Zwei-Photonen-Polymerisierung. Die Herstellung von Verbindungen von den Arterien und Venen zum künstlich erzeugten Gefäßbaum ist dabei eine wesentliche Voraussetzung für ein zuverlässiges pulsatiles Flusssystem. Das EU-finanzierte Projekt Laser-Tissue-Perfuse verfolgt das Ziel, mithilfe von eigens entwickelten Biofabrikationsmethoden einen dreidimensionalen vaskulären Kapillarbaum zu erzeugen, bei dem die Durchblutung in Herz- und Hautgewebekonstrukten im Zentimetermaßstab erfolgt. Das Ergebnis wird breite Anwendungsmöglichkeiten in der regenerativen Medizin bedienen.
Ziel
Building 3D vascularised organs remains the major unsolved challenge to be overcome in biofabrication and tissue engineering. Establishing blood vessels capable of efficient transport of gas, nutrients, and metabolites to and from cells is a prerequisite for the survival of tissue constructs, both in vitro and when transplanted in vivo. High resolution multi-scale constructs are necessary to replicate the complexity of functional vascular perfusion from large scale arteries and veins to micron scale arterioles, venules and capillaries. Using a unique combination of advanced laser bioprinting with two-photon polymerisation technique a full vascular system may be generated by exploring different scaffold-based, scaffold-free, sacrificial, and hybrid approaches for the generation of a complex vasculature with functional layers and extra-cellular matrix.
The connection of artery and vein with engineered vascular tree including capillaries have received little research attention despite the crucial requirement to reliably connect perfusion inlets and outlets to a pulsatile flow system. This is essential not only to perfuse tissue, but to stimulate and control maturation of engineered tissue in reaching the condition required to function with realistic biophysical characteristics of thick tissue outside of a closed incubation chamber. Computer-controlled generation of a 3D vascular capillary tree and achieving its perfusion in centimetre scale cardiac and skin tissue constructs using the developed biofabrication methodologies will represent a seminal breakthrough in organ regeneration with widespread long-term impacts across the field of regenerative medicine.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
30167 Hannover
Deutschland