Fraunhofer ATTRACT »3DNanoCell« unter der Leitung von Prof. Dr. rer. nat. Doris Heinrich ist spezialisiert auf die Entwicklung zellbasierter 3D-Assays und 3D-Scaffolds für das Tissue Engineering. Im Fokus steht die Analyse der Wechselwirkung neuartiger (nano)strukturierter Trägermaterialien mit biologischen Systemen. Dazu werden hochauflösende Live-Cell-Fluoreszenzmikroskopieverfahren mit aktuellsten Methoden zur Stimulation von Zellfunktionen kombiniert.
Ziel der Forschung und Entwicklung ist die Anpassung innovativer Materialien für bioaktive Oberflächen und 3D-Scaffolds. Dafür werden Methoden für die lasergesteuerte Herstellung angepasster 3D-Scaffolds für das Tissue Engineering und die Regenerative Medizin weiterentwickelt. Zusätzlich werden anwendungsspezifisch synthetisierte und modifizierte Nanopartikel für die Verwendung als Drug Carrier und zur Steuerung von Zellfunktionen optimiert.
Zur zell- und anwendungsspezifischen Modifikation von Scaffolds arbeitet »3DNanoZell« daran, ein detailliertes Verständnis der Zytoskelett-Regulation in lebenden Zellen zu erhalten, um Zellfunktionen zu kontrollieren und gezielt zu steuern.
Die Erkenntnisse zur Interaktion lebender Zellen mit Materialien, Oberflächen und physikalischen oder chemischen externen Einflüssen der Zellumgebung werden für die Entwicklung neuartiger Lösungsansätze in der Medizin genutzt, z.B. zur Beschleunigung der Geweberegeneration.
In der Regenerativen Medizin werden die Selbstheilungskräfte des menschlichen Körpers gesteuert, um durch eine Kombination aus High-Tech-Trägermaterialien (Scaffolds) und Zellgewebe die optimale Integration in das biologische Milieu zu beschleunigen und dauerhaft zu gewährleisten. Auch zum Aufbau von Gewebe in vitro (Tissue Engineering) werden dreidimensionale Gerüststrukturen als Trägermaterial verwendet.
In diesen beiden Teilgebieten der modernen Medizin kann durch eine individuell an die jeweilige Anwendung anpassbare 3D-Struktur in Kombination mit einer nanoskaligen Oberflächenstrukturierung und biochemischen Funktionalisierung eine optimale Zellbesiedlung erreicht werden. Zusätzlich dient die Scaffoldstruktur dazu, die stabile 3D-Vernetzung der Zellen im Raum und die Nährstoffversorgung in allen Bereichen des Scaffolds zu gewährleisten.
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC Fraunhofer Attract »3DNanoCell«