Extrusion 3D bioprinting of nanocellulose based bioinks

Drei-dimensionaler (3D) Druck von biokompatiblen Materialien ist ein wachsendes Forschungsgebiet mit zunehmenden Anwendungsmöglichkeiten. Das größte Ziel ist das Drucken ganzer Organe, die für Transplantationen verwendet werde können. Allerdings gibt es nebenbei auch kleinere Anwendungsbereiche, die ebenfalls von großer Bedeutung sind. Dazu gehört die Automatisierung von Prozessen in der Zellkultur. In dieser Arbeit wird die Druckbarkeit von kommerziellen Nanozellulose Biotinten untersucht und das Verhalten von Adulten Stammzellen in diesen beobachtet. Die verwendeten Biotinten, GrowDex, GrowDex-T, GrowInk-T und Laminink+ werden zuerst auf ihre Druckbarkeit und im Folgenden auf ihre Zytokompatibilität getestet. Die Zytokompatibilität wurde über einen Zeitraum von 14 Tagen untersucht. Die Konzentration der Biotinte hat hier eine entscheidende Auswirkung auf beide getesteten Eigenschaften. Während die Formstabilität mit steigender Viskosität ebenfalls ansteigt, führt dies zu größeren Einschränkungen für die enthaltenen Zellen. Daher ist es wichtig eine gute Balance zwischen Druckfestigkeit und Bewegungsfreiheit der Zellen zu finden. Aufgrund dieser Überlegungen konnten GrowDex und GrowInk-T vorzeitig von weiteren Experimenten ausgeschlossen werden. GrowDex-T und Laminink+ wurden als geeignetste Materialien befunden. Anschließend wurde 3D Druck mit manueller Pipettierung verglichen, um festzustellen, ob drucken mittels schmaler Druckspitzen den Zellen mehr schadet, als Pipetierung. Zu guter Letzt wurde getestet, ob Zellen sich aus Streifen Biotinte in Zell-lose Streifen Biotinte innerhalb von zwei Wochen ausbreiten. Hierfür wurden fünf parallele Streifen gedruckt, von denen zwei Zellen beinhalten. GrowDex-T wurde in einer Konzentration von 0.8% Nanozellulose getestet während Laminink+ im Verhältnis 2:1 mit Zellkulturmedium gemischt wurde. Die Zellen sind in GrowDex-T besser gewachsen und haben ihre Form geändert. Währenddessen blieben die Zellen in Laminink+ weitgehend gleich und haben sich deutlich schwächer ...