Gewebemodelle mit integrierter Sensorik im Baukastenprinzip

26.8.2019

© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller

Interdigital-Elektroden für ein impedanzbasiertes Monitoring tierischer Zellen (exemplarisches Elektrodenlayout).

Die Fraunhofer EMFT optimiert im Rahmen des Projekts »TissueSense« 3D-Gewebemodelle für die pharmakologische Forschung durch Integration von Sensorik.

Bei der Medikamentenentwicklung und der Beurteilung biologischer, chemischer oder physikalischer Risiken kommt immer häufiger im Labor gezüchtetes Gewebe zum Einsatz. An diesen Modellen wird die Reaktion der Zellen auf verschiedene externe Stimuli untersucht. Zweidimensionale Zellschichten bilden die Wirklichkeit allerdings nur bedingt ab, während dreidimensionale Modelle sich bislang nur durch nachträgliche Zerlegung des Materials quantitativ untersuchen lassen.

Mit dem TissueSense-Konzept können maßgeschneiderte 3D-Gewebemodelle nach dem Baukastenprinzip erstellt werden: Zunächst werden 2D-Zellmonoschichten einzeln auf dünnen porösen Polymerträgern kultiviert und anschließend so zusammengesetzt, dass sie wie im natürlichen Organismus miteinander interagieren und Stoffe austauschen. Durch in die Polymerträger integrierte Signalwandler können chemische und physikalische Parameter jeder individuellen Zellschicht des 3D-Gewebemodells nicht-invasiv und in Echtzeit gemessen werden. Dies ermöglicht gerade beim Screening von Substanzbibliotheken eine bisher unerreichte Informationstiefe.