Bei der Entwicklung von Gewebemodellen und Organoiden, aber auch zur Herstellung von Gewebeersatzprodukten kommen meist Hydrogele als Trägermaterial zum Einsatz, die die Funktion und Eigenschaften der extrazellulären Matrix imitieren. Design und Funktionalitäten von Hydrogelen sind somit wichtige Parameter, die beim Versuchsaufbau und bei der Interpretation von Ergebnissen zu berücksichtigen sind.

Gemeinsam mit internationalen Partnern aus der USA, England, den Niederlanden und der Schweiz haben Forschende des Fraunhofer IZI eine Übersichts-Publikation im Fachjournal NATURE REVIEWS METHODS PRIMERS publiziert, die den Stand der Technik zur Herstellung und Anwendung solcher Hydrogele zusammenfasst.

Der Artikel zeigt auf, welche Arten von Polymeren für die Herstellung von Hydrogelen in Frage kommen und wie diese physikalisch und chemisch modifiziert werden können, um die biomechanischen Eigenschaften der Matrix gezielt maßzuschneidern. Gleichzeitig erörtert der Beitrag Limitierungen und eröffnet zukünftige Optimierungsansätzen.

Weiterhin gibt die Arbeit einen Überblick zu den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten, u.a. im Bereich der Stammzellbiologie, bei der Entwicklung von Organoiden und Krankheitsmodellen sowie im Bereich der Immuntherapie. Insbesondere im letztgenannten Bereich kommen Hydrogele am Fraunhofer IZI zum Beispiel bei der Entwicklung und Testung von Zell- und Gentherapeutika zum Einsatz.
 

Publikation

Blache U, Ford EM, Ha B, Rijns L, Chaudhuri O, Dankers PYW, Kloxin AM, Snedeker JG, Eileen Gentleman E. Engineered hydrogels for mechanobiology. Nat Rev Methods Primers 2, 98 (2022). doi: 10.1038/s43586-022-00179-7

Partner

Eindhoven University of Technology (Niederlande)

ETH Zürich (Schweiz)

Kings College London (UK)

Stanford University (USA)

University of Delaware (USA)