11 Nov. 3-D-Druck im Körper
Biotechnologische 3-D-Druckverfahren mithilfe von Licht sind heute schon recht verbreitet, um im Labor zum Beispiel Knorpel-, Muskel-, oder Lungengewebe herzustellen. Als zweiter Schritt ist jedoch immer eine komplikationsanfällige Implantation erforderlich. Praktischer wäre ein dünner, endoskopischer 3-D-Drucker, der in den Körper eingeführt werden kann und Gewebe dort druckt, wo es benötigt wird.
Dr. Andrea Toulouse forscht im Bereich der Mikrooptik und des faserbasierten 3-D-Drucks. Am 1. Oktober 2025 startete ihre neue Nachwuchsgruppe ‚3D Endoscopic Microfabrication‘ (3DEndoFab). Bild: : Universität Stuttgart / Uli Regenscheit
Endoskopischer Gewebedruck
Diese Lücke will die neue Forschungsgruppe ‚3D Endoscopic Microfabrication“‘ (3DEndoFab) an der Universität Stuttgart schließen. Die zentralen Bausteine sind dabei die Miniaturisierung, der Einsatz lichtbasierter Verfahren mit einer hohen Auflösung sowie der Ersatz der bisher verwendeten biologisch nicht abbaubaren Fotolacke durch Biotinten. „In unserer Gruppe wollen wir eine 3-D-gedruckte Mikrooptik entwickeln, die so klein ist wie ein Salzkorn und auf der Spitze einer Glasfaser sitzt“, erklärt Andrea Toulouse, Leiterin der neuen Nachwuchsgruppe. „Dort soll die Mikrooptik Licht so formen, dass auch komplexe Gewebestrukturen in 3-D gedruckt werden können, und zwar mit Mikrometerauflösung und damit im Maßstab von Körperzellen.“ Zunächst möchte Toulouse die Technologie schaffen. Die zentralen Forschungsfragen für die neue Gruppe sind nun: Welche Methoden des lichtbasierten 3-D-Drucks sind für den endoskopischen Einsatz im biomedizinischen Kontext am besten geeignet? Und wie lässt sich der faserbasierte 3-D-Druck minimalinvasiv, effizient und sicher umsetzen?
Ein enger interdisziplinärer Austausch mit Prof. Michael Heymann vom Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Uni Stuttgart soll darüber hinaus auch grundsätzliche biologische Fragen adressieren. Etwa die Frage, ob kleine Klettergerüste den körpereigenen Zellen genau vorgeben können, wie sie wachsen sollen und ob sich so ein Regenerationsprozess in Gang setzen ließe, der vom Körper selbstständig vervollständigt werden kann.
Carl-Zeiss-Stiftungsförderung für den Aufbau
Für den Aufbau der unabhängigen Nachwuchsgruppe erhält Toulouse von der Carl-Zeiss-Stiftung im Rahmen des Programms CZS Nexus eine mit 1,8 Millionen Euro dotierte Förderung. Mit zwei Doktorandinnen und Doktoranden aus den Ingenieurswissenschaften und beziehungweise aus der Biotechnologie wird die Gruppe zudem interdisziplinär ausgerichtet sein.
Der Weg zur medizinischen Anwendung
Wichtig ist es Andrea Toulouse nach eigener Aussage dabei, den Bogen zur Medizin zu schlagen. Um den Transfer in die klinische Anwendung zu fördern, wird sie ihre Gruppe in den neuen Forschungsverbund Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS) unter dem Dach des Cyber Valley einbringen, dessen Co-Sprecher Professor Syn Schmitt bereits den Förderantrag unterstützt hat. Auch der Profilbereich Biomedical Systems and Robotics for Health der Universität Stuttgart wird durch die Nachwuchsgruppe gestärkt und es könnten sich vielfältige Chancen für interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern im Profilbereich ergeben.
Quelle: www.uni-stuttgart.de
Bild: : Universität Stuttgart / Uli Regenscheit