{"id":26876,"date":"2024-11-07T07:00:00","date_gmt":"2024-11-07T06:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/highest-darmstadt.de\/?p=26876"},"modified":"2026-01-11T21:50:00","modified_gmt":"2026-01-11T20:50:00","slug":"der-organe-drucker","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/highest-darmstadt.de\/de\/news\/sucess-story\/der-organe-drucker\/","title":{"rendered":"Der Organe-Drucker\u00a0"},"content":{"rendered":"\n\n\n\n\n
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Organe und Fleischersatz aus dem Drucker – die Vorstellung hat etwas von Science-Fiction. Wenn Andreas Blaeser durch das Institut f\u00fcr Druckmaschinen und Drucktechnik f\u00fchrt, an klassischen gro\u00dfen Druckmaschinen und Werkst\u00e4tten vorbei, scheint diese Vision noch fern. Doch in seinem B\u00fcro werden auf einem gro\u00dfem Bildschirm und einem vielgenutzten Flipchart solche Produkte schnell lebendig. Wie kommt man dazu, Zellen, Gewebe und Organe zu drucken?<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Spielerisch mit Technik den Alltag vereinfachen <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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\u201eMeine Eltern erz\u00e4hlen, dass ich schon als Kind immer Sachen \u201aerfunden\u2018 habe\u201c, schmunzelt Blaeser. So konstruierte er mit Lego-Technik eine Vorrichtung, um gekochte Eier aufzuschlagen. Solch spielerisches Basteln f\u00fchrte zum Maschinenbau-Bachelor in Mannheim. Den praktischen Teil seines dualen Studiums absolvierte Blaeser am Forschungszentrum Karlsruhe (KIT). \u201eDort begeisterte mich ein Artikel in einer internen Brosch\u00fcre \u00fcber eine intelligente Armprothese mit Tastgef\u00fchl\u201c, erz\u00e4hlt der geb\u00fcrtige Rheinl\u00e4nder. Die Biomedizin habe ihn sofort in seinen Bann gezogen. Doch damals gab es in Deutschland kaum Studieng\u00e4nge in diesem Bereich. In Aachen wurde er f\u00fcndig: \u201eGewebez\u00fcchtung: das ist die Zukunft \u2013 das musst du studieren!\u201c, sei er \u00fcberzeugt gewesen und bewarb sich f\u00fcr das internationale Masterprogramm Biomedical Engineering.<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Dreidimensionale gedruckte biologische Strukturen (unten) und die zugeh\u00f6rigen virtuellen 3D-Modelle (oben). Quelle: Andreas Blaeser et al., Controlling Shear Stress in 3D Bioprinting is a Key Factor to Balance Printing Resolution and Stem Cell Integrity, Adv. Healthc. Mater. 5, 326, 2016, DOI: 10.1002\/adhm.201500677. <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Feuer und Flamme f\u00fcr sein Forschungsthema <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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In den USA gab es zu diesem Zeitpunkt erste Versuche, Zellverb\u00e4nde dreidimensional zu drucken, also in gew\u00fcnschte Formen zu bringen und wachsen zu lassen. Die Vision der Organherstellung entstand. Blaesers Masterarbeit befasste sich bereits mit dem Zelldruck. Er entwickelte w\u00e4ssrige Gele \u2013 eine Art Gelatinemasse \u2013 als Lebensraum f\u00fcr Zellen. In diese Zeit f\u00e4llt seine erste Erfindungsmeldung: eine St\u00fctzfl\u00fcssigkeit, um 3D-Strukturen zu stabilisieren. Diese sei patentiert und heute noch aktuell.\u00a0<\/span><\/p>\n

Weitere Patente entstanden in der anschlie\u00dfenden Promotion vor rund zehn Jahren. Hierbei ging es um das Design von Materialien, die eine dreidimensionale Struktur unterst\u00fctzen: Wie k\u00f6nnen Zellen ohne Schaden wachsen und geformt, also gedruckt werden? Am Ende dieser Zeit wagte Blaeser eine erste Ausgr\u00fcndung, die Black Drop Biodrucker GmbH. Die Firma entwickelt 3D-Biodrucksysteme und \u201eBio-Tinten\u201c zur Herstellung von biologischen Geweben und Mini-Organen.<\/p>\n

2018 \u00fcbernahm Blaeser die Leitung der Abteilung \u201eMedizinische Textilien\u201c an der RWTH Aachen. \u201eVorher ging es mehr um die Grundlagen der Zell-Biomaterial-Interaktion, jetzt um deren medizinische Anwendung\u201c, erkl\u00e4rt Blaeser. Viele medizinischer Implantate bestehen aus textilen Strukturen, beispielsweise gewirkte Gef\u00e4\u00dfprothesen oder geflochtene metallische Stents. Es wuchsen erste Industriekontakte zu europ\u00e4ischen Medizintechnikunternehmen. \u201eVor allem habe ich in dieser Zeit gelernt, dass Implantate praxistauglich sein m\u00fcssen\u201c, so Blaeser: \u201egewebekompatibel, elastisch, fest, damit Chirurgen sie handhaben und falls erforderlich vern\u00e4hen k\u00f6nnen\u201c.\u00a0<\/span><\/p>\n

Kurz darauf er\u00f6ffnete sich eine spannende Perspektive: An der TUDa war die Leitung der biomedizinischen Drucktechnologie ausgeschrieben. Das Institut bietet eine gro\u00dfe Bandbreite an Druckverfahren, alle g\u00e4ngigen Technologien vom Labor- bis zum vorindustriellen Ma\u00dfstab. Blaeser brachte mit seinen neuen Verfahren rund um lebende Zellen eine neue Variante ins Spiel.<\/p>\n

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\n Gruppenfoto vom Sommerfest des Instituts f\u00fcr BioMedizinische Drucktechnologie. Quelle: IDD, TuDa. <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Blutgef\u00e4\u00dfe und Organe drucken: das geht! <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Schon in den ersten Monaten habe er mit Kolleg:innen hier ein Ph\u00e4nomen entdeckt und umgesetzt: Beim Tiefdruck entstehen mikroskopisch feine Strukturen. Blaeser skizziert sie auf einem Flipchart wie \u201aFinger\u2018: \u201eSie galten eigentlich als Druckfehler\u201c, aber Blaeser assoziierte sie umgehend mit Abbildern kleinster Blutgef\u00e4\u00dfe. An diesen Strukturen k\u00f6nne man einzelne Zellen, Gef\u00e4\u00dfe oder Nervenbahnen entlang wachsen lassen, so seine Idee. Eine wissenschaftliche Publikation bewies einige Monate sp\u00e4ter, dass der Ansatz erfolgsversprechend ist. F\u00fcr die Erfindungsmeldung und Patentanmeldung fanden sich erste Lizenz-Interessierte. HIGHEST sei dabei ein \u00e4u\u00dferst engagierter Ansprech- und Sparringspartner, lobt Blaeser. Die Unterst\u00fctzung bei Erfindungs- und Patentanmeldungen, Ausgr\u00fcndungen und der Gestaltung von Business-Pl\u00e4nen findet er \u00e4u\u00dferst hilfreich: \u201eDarmstadt bietet dadurch ein exzellentes Umfeld zur Translation von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft\u201c.\u00a0<\/span><\/p>\n

Eine weitere spannende Idee ist der \u201e3D-Biodruck\u201c von kultiviertem Fleisch – als zuk\u00fcnftiger Fleischersatz: Mit einem eigens entwickelten Druckprozess k\u00f6nnen Muskel- und Fettzellen so in Form und Struktur gebracht werden, dass schlie\u00dflich lebendes Muskelgewebe entsteht. Eines Tages k\u00f6nnte auf diese Weise Fleisch ohne konventionelle Tierhaltung in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab produziert werden. \u201eWir besch\u00e4ftigen uns dabei insbesondere mit der Skalierung bestehender Biodruckverfahren vom Labor- in den Industriema\u00dfstab\u201c, so Blaeser. Das Verfahren sei nicht in der Grundlagenforschung von Interesse, sondern sto\u00dfe auch auf gro\u00dfe Resonanz in der Industrie. Eine Translation der Forschungsergebnisse in die Praxis – durch Ausgr\u00fcndungen oder Lizenzvergaben – ist daher geplant.<\/p>\n

25 Postdocs und Doktorand:innen arbeiten in den f\u00fcnf Gruppen von Blaesers Team. Hinzu kommen zahlreiche Studierende mit ihren Abschlussarbeiten oder als studentische Hilfskr\u00e4fte. Begeistert beschreibt Blaeser die regelm\u00e4\u00dfige Teilnahme am internationalen Studierendenwettbewerb SensUs in Eindhoven. Teams aus 10-15 Studierenden weltweit messen sich dort mit ihren Ergebnissen eines jeweils einj\u00e4hrigen Projekts zur Entwicklung eines Biosensors. \u201eDa geht es um Genauigkeit, Geschwindigkeit, Kreativit\u00e4t, technische Herausforderungen, Transferleistungen bis hin zum Business-Case und Start-up\u201c, erz\u00e4hlt der Dozent begeistert. Letztes Jahr war sein Team mit einem zweiten Platz in der Kategorie \u201ePublic Inspiration\u201c erfolgreich.\u00a0<\/span><\/p>\n

Das Feld der Biosensorik ist sehr breit: von Messsystemen zur Bestimmung des Blutzuckerwerts f\u00fcr Diabetiker \u00fcber tragbare Fitness-Tracker bis hin zu Teststreifen wie bei Corona. Solche Sensoren aus verschiedenen Schichten von Kunststoffen, Elektroden und Biomaterialien werden im Erfolgsfall mit industriellen Druckverfahren in gro\u00dfen St\u00fcckzahlen gefertigt, schl\u00e4gt Blaeser den Bogen zur\u00fcck zum Kern seines Instituts.<\/p>\n

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\n Ein Gef\u00e4\u00df-versorgtes Organ-on-a-Chip-System. Links oben: schematische Darstellung des Chips mit den darin gedruckten Zellinseln. Unten links: Foto des noch nicht gef\u00fcllten mikrofluidischen Chips, unten Mitte: nach dem Bedrucken mit Bio-Tinte. Rechts: Nach zwei Wochen bilden sich eine Art Gef\u00e4\u00dfe mit Ver\u00e4stelungen im Chip aus. Quelle: Anna Fritschen et al, High-Scale 3D-Bioprinting Platform for the Automated Production of Vascularized Organs-on-a-Chip, Adv. Healthc. Mater., 2304028, 2024, DOI: 10.1002\/adhm.202304028, CC BY-NC 4.0. <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Tierversuche reduzieren <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Blaeser entwickelt miniaturisierte Gewebe bestimmter Organfunktionen, gez\u00fcchtet auf einem mikrofluidischen Chip. Er hatte die Grundkonzepte solcher Organ-on-a-Chip<\/i>-Systeme bei einem Forschungsaufenthalt in Kalifornien kennengelernt. So hat sein Team einen Chip konstruiert, auf dem Blutgef\u00e4\u00df-\u00e4hnliche Strukturen erzeugt und durchpumpt werden k\u00f6nnen. Kombiniert mit weiteren Zelltypen lassen sich damit beispielsweise Teile einer Leber, einer Niere oder eines Herzens nachstellen. Genutzt werden die lebenden Modelle, um die Wirkung von Medikamenten zu testen oder Wirkstoffe gegen Krebs zu erforschen. Das weltweite Rennen zur Herstellung solcher Organ-Chips hat gerade begonnen und st\u00f6\u00dft auf einen breiten Markt. Das gro\u00dfe Versprechen: Pharmafirmen erhoffen sich hierdurch eine starke Reduktion von Tierversuchen, die aktuell f\u00fcr die Erforschung von Wirkstoffen erforderlich sind. Die n\u00e4chste Etappe an Blaesers Institut ist die Kombination unterschiedlicher Gewebe und Mini-Organe auf einem Chip. \u201eMit Hilfe solcher Body-on-a-Chip<\/i>-Systeme kann nicht nur die direkte Wirkung auf ein Organsystem, sondern auch der Austausch unterschiedlicher Gewebeteilen naturgetreuer abgebildet werden\u201c, so Blaeser. Gemeinsam mit Projektpartnern aus der Industrie haben er und sein Team die f\u00fcr die Herstellung solcher Modelle ben\u00f6tigten Chips zum Patent angemeldet.\u00a0<\/span><\/p>\n

Ein weiteres Patent gilt speziellen Mikrofasern, die den Zellen w\u00e4hrend der Verarbeitung zugesetzt werden k\u00f6nnen. Sie lassen beispielsweise Zellen in eine bestimmte Richtung wachsen oder leiten N\u00e4hrstoffe in tiefere Gewebeschichten. Zudem pr\u00fcft das Team derzeit, wie Druckprozesse unter Schwerelosigkeit funktionieren \u2013 ein Parabelflug daf\u00fcr ist bereits gebucht. Die Ideen sprudeln nur so aus dem 39-J\u00e4hrigen. Doch vieles ist noch im Entwicklungsprozess und daher geheim.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n \n \"Pr\u00fcfaufbau\n <\/a>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
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\n Pr\u00fcfaufbau zur Untersuchung des 3D-Biodrucks unter Schwerelosigkeit (oben links). Das entwickelte System wurde nach Bordeaux transportiert und in den Flieger installiert (oben rechts, unten links). Quelle: IDD, TUDa. <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Wertvolle Forschung \u2013 auf Anwendung trimmen <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Neben der Grundlagenforschung legt Blaeser Wert auf die \u00dcbertragung der Forschungsergebnisse in die Gesellschaft. Seine gro\u00dfe Vision: durch Ausgr\u00fcndungen, Kooperationen und Ansiedlung von Unternehmen ein Innovationsbiotop rund um die akademische Forschung der Uni zu schaffen. \u201eEs ist eine tolle Entwicklung, wie wichtig Start-ups im Uni-Umfeld geworden sind\u201c. Der geleistete Aufwand werde als Wert begriffen, an denen sich Universit\u00e4ten inzwischen landesweit messen. Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung legen dabei h\u00e4ufig den Grundstein von Start-ups. \u201eDieses Mitdenken, Begleiten, Anschieben ist wichtig; Forschung und erfolgreiche Start-ups befruchten sich gegenseitig\u201c, ist Blaeser \u00fcberzeugt. Wissenschaftler:innen erleichtere dieser Austausch zudem den \u00dcbergang zwischen Academia und Industrie. Au\u00dferdem k\u00f6nnten erfolgreiche Ausgr\u00fcndungen wiederum durch Kooperationen zur Forschungsfinanzierung beitragen. Blaeser hat jedenfalls bereits die n\u00e4chsten Patente im Auge, an denen die TUDa beteiligt sein wird.<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Andreas Blaeser, Leiter des Fachgebiets BioMedizinische Drucktechnologie an der TUDa, mit einem Chip, auf dem Organ-Modelle gez\u00fcchtet werden k\u00f6nnen. Foto: Anja St\u00f6riko. <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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