Die künstliche Züchtung von biologischen Geweben und Organen ist ein seit vielen Jahren verfolgtes Forschungsziel im Bereich der Regenerativen Medizin. Hierbei werden lebende Zellen aus Gewebespenden entnommen, vermehrt und mit sogenannten Gerüstmaterialien und biologischen Faktoren kombiniert, um das Zielgewebe herzustellen. Nach dem Zusammenführen der Komponenten müssen diese mehrere Wochen kultiviert werden, bis ein lebendes Gewebe heranwächst. Um die komplexe Anatomie natürlicher Gewebe nachzuahmen, werden seit einigen Jahren auch 3D-Drucktechniken eingesetzt. Mit Hilfe dieser Systeme konnten bereits miniaturisierte Gewebe- und Organvorläufer mit hoher Biofunktionalität erzeugt werden.

Eine der größten Herausforderungen beim Aufbau von größeren Geweben im Millimetermaßstab, stellt jedoch die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen dar. Im Körper übernimmt diese Aufgabe das Blutgefäßsystem aus Arterien, Venen und Kapillaren. Diese mikroskopisch kleinen Kanäle können mit den heutigen Druckverfahren jedoch noch nicht direkt hergestellt werden. An dieser Stelle setzt das Projekt NatInk an. Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung des Molekülaustauschs in den zum Drucken eingesetzten Materialien, den sogenannten Biotinten. Dies soll nach dem Vorbild der Natur, durch die Einbindung kleiner Hohlfasern in die Biotinten realisiert werden. Solche kapillarähnlichen Strukturen können durch Verspinnen von Polymerlösungen im elektrischen Feld hergestellt werden. Diese Hohlfasern werden mit Hydrogelen zu neuartigen Biotinten kombiniert. Im Idealfall weisen diese neuartigen Biotinten ein deutlich besseres Diffusionsverhalten für Sauerstoff und Nährstoffe auf und leisten somit einen elementaren Beitrag zum Aufbau makroskopischer Gewebe. In Zukunft können diese beispielsweise zur Herstellung von Gewebemodellen für die Pharmaforschung genutzt werden. Hierdurch können Tierversuche eingespart und Patienten-individualisierte Wirkstoffe getestet werden. Weitere mögliche Anwendungsbereiche sind die Erforschung von Wundauflagen und biologischen Implantaten.