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Green Bioprinting – Neuartige Agglomerationsumgebung für Pflanzenzellen

Der Einsatz von pflanzlichen Zellkulturen als Produktionssystem für pharmazeutische Wirk- und Zusatzstoffe bietet gegenüber dem traditionellen Feldanbau viele Vorteile. Zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz dieser Prozesse müssen auf die Pflanzenzellen zugeschnittene Verfahren etabliert werden. Aussichtsreich sind integrierte biotechnologische Systeme in denen räumliche und zeitliche Heterogenitäten im Prozess gezielt genutzt werden, um die Geschwindigkeit und die Selektivität der Stoffwandlung und ‑trennung um Größenordnungen zu verbessern.

Hier setzt das Forschungsprojekt an, indem eine neuartige Agglomerationsmatrix für Pflanzenzellen auf Basis des 3D-Bioprintings geschaffen werden soll. Das sog. „Bioprinting“ bietet die Möglichkeit, aus zuvor in Suspension vorliegenden Zellen mit Hilfe computergesteuerter Techniken eine regelmäßige, dreidimensional strukturierte Immobilisationsmatrix herzustellen. Durch die Zusammenarbeit des Institutes für Naturstofftechnik mit dem Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung der TU Dresden (TFO) wird Expertenwissen aus dem Gebiet des 3D-Bioprintings und der Pflanzenzellforschung zusammengebracht.

Im Hinblick auf die Prozessoptimierung spielt der Stoffaustausch an den Phasengrenzen zwischen der Umgebung und der Matrix sowie innerhalb der Zellagglomerate eine entscheidende Rolle. Der Austausch ist von der Hydrogelstruktur auf Meso- und Mikroebene abhängig, weshalb eine detaillierte Charakterisierung und Anpassung der Hydrogelmatrix unumgänglich ist. Mittels computergestützter Optimierungsansätze soll, basierend auf den vorangegangen Arbeitspunkten, ideale Matrixstrukturen für Pflanzenzellen generiert und mit Hilfe des 3D-Bioprintings experimentell validiert werden.

Zuständige Institute:

Institut für Naturstofftechnik
Bergstraße 120
01069 Dresden
Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebefor­schung
Fetscherstraße 74
01307 Dresden
Position Name Mail Telefon
Projektleiterin Dr. Juliane Steingroewer juliane.steingroewer@tu-dresden.de 0351-46333386
Projektleiterin Dr. Anja Lode anja.lode@tu-dresden.de 0351-45816692
Doktorandin Julia Seidel julia.seidel3@tu-dresden.de 0351-46334882

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