DFG ver­län­gert Son­der­for­schungs­be­reich an der Uni­ver­si­tät Bayreuth

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Zukunfts­the­ma Biofabrikation

Wie die Deut­sche For­schungs­ge­mein­schaft vor kur­zem bekannt gab, wird der Son­der­for­schungs­be­reich „Von den Grund­la­gen der Bio­fa­bri­ka­ti­on zu funk­tio­na­len Gewe­be­mo­del­len“ (SFB-TRR 225) für wei­te­re vier Jah­re geför­dert. In die­sem For­schungs­ver­bund koope­riert die Uni­ver­si­tät Bay­reuth mit der Fried­rich-Alex­an­der-Uni­ver­si­tät Erlan­gen-Nürn­berg und der Uni­ver­si­tät Würz­burg. Spre­cher für den Stand­ort Bay­reuth ist Prof. Dr. Tho­mas Schei­bel, Inha­ber des Lehr­stuhls Bio­ma­te­ria­li­en. Gemein­sam erfor­schen Arbeits­grup­pen an den drei Part­ner­uni­ver­si­tä­ten die Grund­la­gen der Bio­fa­bri­ka­ti­on mit dem lang­fri­sti­gen Ziel, funk­tio­na­le Gewe­be­mo­del­le für neu­ar­ti­ge und zukunfts­wei­sen­de bio­me­di­zi­ni­sche Anwen­dun­gen herzustellen.

„Seit dem Start unse­res Trans­re­gio-SFBs im Janu­ar 2018 ist es uns gelun­gen, ein nach­hal­ti­ges stand­ort­über­grei­fen­des Kom­pe­tenz­clu­ster für Bio­fa­bri­ka­ti­on zu eta­blie­ren, das mitt­ler­wei­le eine hohe inter­na­tio­na­le Aus­strah­lungs­kraft hat. Gemein­sam ent­wickeln wir mit Hil­fe von auto­ma­ti­sier­ten 3D-Druck-Pro­zes­sen bis­her unbe­kann­te Struk­tu­ren aus Mate­ria­li­en und leben­den Zel­len, die das Wachs­tum von Gewe­be­mo­del­len för­dern. Die­se sol­len, ent­spre­chend den jeweils ange­streb­ten Anwen­dun­gen, mit spe­zi­fi­schen funk­tio­na­len Eigen­schaf­ten aus­ge­stat­tet sein. Damit eröff­nen sich völ­lig neue Per­spek­ti­ven für The­ra­pien zur Wie­der­her­stel­lung von geschä­dig­tem Gewe­be, für die Krebs­for­schung oder die Ent­wick­lung medi­zi­ni­scher Wirk­stof­fe. Auch Tier­ver­su­che wer­den sich künf­tig durch ver­läss­li­che bio­tech­no­lo­gi­sche Ver­fah­ren erset­zen las­sen“, sagt Prof. Dr. Tho­mas Scheibel.

Am Beginn der For­schungs­ar­bei­ten vor vier Jah­ren stan­den die Wissenschaftler*innen noch vor dem Pro­blem, dass es nur weni­ge zell­ver­träg­li­che und im 3D-Druck ver­wend­ba­re Mate­ria­li­en gab. Die­se soge­nann­ten Bio­t­in­ten sol­len nicht nur das Über­le­ben der Zel­len gewähr­lei­sten, son­dern über­dies in der Lage sein, das Ver­hal­ten der Zel­len zu steu­ern und so die Ent­wick­lung eines funk­tio­na­len Gewe­bes ziel­ge­rich­tet zu för­dern. Bei der Ent­wick­lung und dem wis­sen­schaft­li­chen Ver­ständ­nis sol­cher Bio­t­in­ten konn­te der Trans­re­gio-SFB sehr gro­ße Fort­schrit­te erzie­len, wie mehr als 120 Publi­ka­tio­nen in renom­mier­ten Fach­jour­na­len bele­gen. Auch eini­ge erfolg­rei­che Patent­an­mel­dun­gen sind aus den For­schungs­ar­bei­ten her­vor­ge­gan­gen. In der neu­en För­der­pe­ri­ode wird sich der Fokus auf die wei­te­re Opti­mie­rung der Bio­t­in­ten rich­ten: Jetzt geht es dar­um, das Wachs­tum und die räum­li­che Anord­nung der leben­den Zel­len in den durch 3D-Druck ent­stan­de­nen Struk­tu­ren mit hoher Prä­zi­si­on zu steuern.

Der ins­ge­samt auf zwölf Jah­re ange­leg­te Trans­re­gio-SFB ist so orga­ni­siert, dass unter­schied­li­che For­schungs­fel­dern an den drei Stand­or­ten eng mit­ein­an­der ver­zahnt sind: In Bay­reuth baut der Ver­bund auf den uni­ver­si­tä­ren Pro­fil­fel­dern Poly­mer- und Kol­loid­for­schung und Neue Mate­ria­li­en auf, in Erlan­gen liegt der Schwer­punkt auf bio­me­di­zi­ni­schen und bio­tech­ni­schen Fra­ge­stel­lun­gen, in Würz­burg wer­den spe­zi­el­le Anwen­dungs­po­ten­zia­le für die rege­ne­ra­ti­ve Medi­zin erforscht. Für den Aus­bau des Bereichs Bio­fa­bri­ka­ti­on an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth ist bereits im Sep­tem­ber 2021 eine zusätz­li­che neue W3-Pro­fes­sur für Bio­me­cha­nik besetzt wor­den, und eine wei­te­re mit dem Titel „Zel­lu­lä­re Bio­me­cha­nik“ befin­det sich in der Aus­schrei­bung. Bei­de Pro­fes­su­ren wer­den durch die High­tech-Agen­da der Baye­ri­schen Staats­re­gie­rung finanziert.

„Gro­ßen Wert legen wir in Bay­reuth auf die Ver­knüp­fung von For­schung, Stu­di­um und wis­sen­schaft­li­cher Nach­wuchs­för­de­rung. Bereits 2017 ist an der Fakul­tät für Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten ein Master-Stu­di­en­gang gestar­tet, der die Stu­die­ren­den mit den mate­ri­al­wis­sen­schaft­li­chen und tech­ni­schen Aspek­ten der Bio­fa­bri­ka­ti­on ver­traut macht. Eini­ge der Absolvent*innen arbei­ten heu­te als hoch­mo­ti­vier­te Doktorand*innen an span­nen­den Fra­gen zur Opti­mie­rung von Gewe­be­mo­del­len und ihren bio­me­di­zi­ni­schen Anwen­dungs­po­ten­zia­len“, sagt Schei­bel. Unter sei­ner Feder­füh­rung star­te­te, beglei­tend zum Master-Stu­di­en­gang, im Som­mer 2021 der welt­weit erste MOOC (mas­si­ve open online cour­se) zum The­ma Bio­fa­bri­ka­ti­on und Bio­ma­te­ria­li­en auf der Lern­platt­form EdX.

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