Biomaterialien und Tissue Engineering

Als Biomaterialien werden unterschiedliche Werkstoffe bezeichnet, die für medizinische Zwecke eingesetzt und hierzu in direkten Kontakt mit lebendem Gewebe oder Organen gebracht werden. Der Kontakt mit dem Gewebe kann sowohl oberflächlich (z.B. Wundauflagen) als auch invasiv erfolgen (Implantate). Biomaterialien können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein und metallische, keramische sowie Polymer-basierte Werkstoffe umfassen.

Im Rahmen der Vorlesung werden unterschiedliche Biomaterialklassen vorgestellt, charakterisiert, und ihr medizinisches Einsatzgebiet skizziert. Ein besonderer Fokus der Vorlesung liegt hierbei auf Implantat-Werkstoffen sowie Werkstoffen für die Gewebezüchtung, wie z.B. Hydrogelen. Hydrogele sind hochwasserhaltige Polymernetzwerke, die die natürliche Gewebematrix sehr gut nachbilden und daher ideal für das Wachstum von Zellen geeignet sind.

Im zweiten Teil der Vorlesung werden gängige Verfahren zur Gewebezüchtung (Tissue Engineering) vorgestellt. Das Tissue Engineering beschreibt die Züchtung von biologischem Ersatzgewebe, das zur Substitution oder Regeneration von geschädigtem Gewebe eingesetzt werden kann. Neben unterschiedlichen Herstellungsmethoden werden Bioreaktorsysteme präsentiert, die zur Reifung und Konditionierung von lebendem Gewebe genutzt werden können. Die Vorlesung schließt mit einem Ausblick auf aktuelle Forschungsansätze in den Bereichen Biofabrikation, 3D-Biodruck (3D-Bioprinting), Whole-Organ-Engineering sowie der Regenerativen Medizin.