Kurzbeschreibung
Die 3D-Bioprinting Core Facility der Medizinischen Universität Innsbruck (3D-BCF) beschäftigt sich mit der Entwicklung 3D-biogedruckter Gewebemodelle für Drug-Testing und Disease-Modelling, um so möglichst komplexe, 3D-strukturierte Ersatzmethoden zum Tierversuch zu erarbeiten. Zugleich dienen diese lebenden Modellsysteme (bioprinted Organ-on-chip) auch als Grundlage für personalisierte Medikamententestung und Ansätze für patientenspezifische Transplantate. Das Team der 3D-BCF ist dabei eng mit Instituten und Kliniken an der MUI vernetzt und hat neben der eigenen, umfangreichen Analytik auch direkten Zugang zu anderen Core-Facilities der Medizinischen Universität Innsbruck für z.B. entsprechende biochemische Analysen.
Die Ressourcen der 3D-BCF umfassen verschiedene Biodrucker für die Technologien Extrusion-Printing, Microjet-Printing bzw. Direct Dispensing (3D Discovery Biosafety System (RegenHU), Bio X6 (CELLINK), Incredible+ (CELLINK), Stereolithographie-basierter Biodruck (Lumen X+, CELLINK) , 2Photonen Polymerisations Nanobiodrucker NanoOne bio 1000 (UpNano GmbH) , sowie ein entsprechendes Rapid-Prototyping Labor für konventionellen 3D Druck (FDM, DLP), Laser-Manufacturing (Epilog-Laser) und Plasma-Behandlung (DIENER GmbH). Das Labor besitzt L1 und L2 Zellkulturlabore und Analysesysteme für Durchflusszytometrie (DxFlex, Beckman Coulter), Live Cell Fluorescence Mikroskopie (Axiovert 200M, Zeiss), Konfokalmikroskopie (FV-4000, EVIDENT), Laser Scanning Mikroskopie/Profilometrie (VK-X3000, Keyence), Fluoreszenz/Lumineszenz-Imaging (iBright, ThermoFisher), einen kombinierten Multi-Well-Plate Reader / live cell imager (SPARK Cyto 400, TECAN) , Rheometrie (Elastosense Bio, Rheolution) und weiteres technisches Equipment wie Pipettierroboter (Qiagility, Qiagen), quantitative PCR (MIC, Biozym) etc.
Ansprechperson
Univ.Prof.Dr. Michael Ausserlechner
Research Services
Wir entwickeln neue 3D biogedruckte Gewebemodelle vorwiegend im Rahmen wissenschaftlicher Kooperationen und gemeinsamer Forschungsprojekte, bei inzwischen etablierten, standardisierten Gewebemodellen, Wirkstoff- und Medikamententestung, sowie 2Photonen Polymerisationsdruck sind wir für Anfragen interner und externer Kunden offen. Entsprechende Bedingungen werden auf der 3D-BCF Homepage (https://bioprint.at) veröffentlicht bzw. jeweils spezifisch mit den Kunden vereinbart.
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Der methodische Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung 3D biogedruckter, vaskularisierter Tumor- und Gewebemodelle, mit deren Hilfe wir Mechanismen der Gefäßneubildung in Tumoren und entsprechende Medikamente testen. Komplexe Hautmodelle werden zum besseren Verständnis von Hautkrebs, Wundheilung, Toxizität und Hautalterung entwickelt, Mesothelmodelle zur Analyse der Metastasierung von z.B. Eierstockkrebs. Das lebende Gewebe wird dabei direkt in, von uns entwickelte mikro-fluidische Chips gedruckt ("bioprinting-on-chip"). Dabei integrieren wir in biogedruckten Geweben zusätzlich Gefäßsysteme, durch welche entsprechende Nährlösungen zur Versorgung des Gewebes gepumpt werden. In den biogedruckten Geweben entwickeln sich zusätzlich feine Blutkapillarnetzwerke, die das gesamte Gewebe durchziehen. Die Kombination verschiedener Gewebe (z.B. Tumor, Haut, Leber, Herz) auf einem Chip ("body-on-chip") ermöglicht uns, die Bedingungen im menschlichen Körper bestmöglich nachzubilden.
Durch die 2024 erfolgte Schaffung einer 2Photonen Polymerisation 3D Biodruck Unit in der 3D-BCF können wir jetzt auch die bisherigen Limitationen im Bereich der Feinstrukturierung biogedruckter Gewebe überwinden, und zugleich ultrastrukturierte Werkzeuge, Oberflächen und 3D Scaffolds mit einer Druckauflösung von ca. 200 nm herstellen, womit wir eine in Österreich einzigartige 3D Biodruck Core Facility etabliert haben.
Unser Ziel ist es mit Gewebemodellen, die in ihrem Aufbau, ihrer Physiologie und ihrer Funktion möglichst menschlichem Gewebe entsprechen, einerseits eine Alternative zum Tierversuch aufzuzeigen und andererseits auch die Grundlage für personalisierte Therapie und Transplantate für z.B. nicht-heilende Wunden schaffen.
Equipment
PhD Research Training Group CONNECT (MUI funded, Judith Hagenbuchner, Michael Ausserlechner)
Tumor-on-Chip (BMBWF, Judith Hagenbuchner)
Oxidative damage & repair of membrane lipids in health and disease (FWF, FG15, Judith Hagenbuchner)
3D-bioprinted skin-on-chip to study aging and senolytic compounds (Dr. Johannes und Herta Tuba Stiftung, Michael Ausserlechner)
3D bioprinted Leukemia Niche (Provita Kinderleukämiestiftung, Michael Ausserlechner)
3D Nanofabrication (FFG/EFRE, Judith Hagenbuchner & Michael Ausserlechner)
Hagenbuchner J, Nothdurfter D, Ausserlechner MJ. 3D bioprinting: novel approaches for engineering complex human tissue equivalents and drug testing. Essays Biochem. 2021 Aug 10;65(3):417-427. doi: 10.1042/EBC20200153. PMID: 34328185; PMCID: PMC8365325.