Vier Publikationen im Bereich der transformativen medizinischen Materialien
Mit Veröffentlichungen im renommierten Fachmagazin „Advanced Healthcare Materials“ haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlicher Disziplinen der RWTH Aachen ihre Expertisen gebündelt.
Professorin Laura De Laporte vom Institut für Technische und Makromolekulare Chemie und Professor Fabian Kießling, Leiter des Instituts für Experimentelle Molekulare Bildgebung, stellten die vier Publikationen der 25 Professoren, elf Postdoktoranden, und mehrere Doktoranden nun vor. Die Forschenden haben im Bereich der transformativen medizinischen Materialien vier Publikationen verfasst: In-vitro-Modelle für menschliches Gewebe, In-vivo-Regeneration, Biontronics, und Systeme zur Verabreichung von Medikamenten.
Im ersten Themenschwerpunkt, der In-vitro-Modelle, geht es darum, menschliches Gewebe nachzubilden und mehr über dessen Funktionsweisen zu lernen. Dadurch gewinnen die Forschenden neue Erkenntnisse über Entstehung und Verlauf von Krankheiten. Zudem können Medikamente zielgerichteter entwickelt werden. Nach dem Vorbild der Natur entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Materialien, die spezifische biologische Prozesse berücksichtigen, die bei der menschlichen Organausbildung im Säuglingsalter und bei der Geweberegeneration beobachtet wurden. Weitere Informationen: Transformative Materials to Create 3D Functional Human Tissue Models In Vitro in a Reproducible Manner - Gerardo‐Nava - 2023 - Advanced Healthcare Materials - Wiley Online Library.
Um den zweiten Themenbereich zu verstehen, kann ein Gedankenspiel helfen: Angenommen jemand bräuchte einen Herzklappenersatz, was würde die Person wohl wählen: Einen, der alle paar Jahre ausgetauscht werden müsste, oder einen, der sich dem Körper anpasst, mit ihm wächst und sich nach den Bedürfnissen seines Trägers verändert. Dieses Ziel haben sich die Forschenden gesetzt, nämlich transformative biomedizinische Implantate (wie Herzklappen, Gefäßprothesen, Rückenmarkbrücken oder Netzhäute) mit einem anpassungsfähigen Verhalten zu erschaffen. Die Materialien enthalten programmierte Informationen, die biochemische, mechanische und strukturelle Signale liefern, um die Zellen zur Bildung von funktionalem Gewebe im Körper anzuleiten. Was heute noch wie Science-Fiction klingt, könnte in Zukunft Realität werden. Das Paper gibt einen Überblick über den Stand der Dinge und die Herausforderungen für In-vivo-Implantate weltweit und hebt die Fortschritte in Aachen hervor. Weitere Informationen: Lifelike Transformative Materials for Biohybrid Implants: Inspired by Nature, Driven by Technology - Fernández‐Colino - 2023 - Advanced Healthcare Materials - Wiley Online Library.
Lebende neuronale Netze gehören zu den leistungsfähigsten intelligenten Systemen der Welt, und ihre Untersuchung birgt ein enormes Potenzial für die Entwicklung neuer Berechnungsansätze und die Behandlung neuronaler Störungen. In dem dritten Themenbereich erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der RWTH modernste Technologien für die nahtlose Integration von elektronischen Leitungssystemen und Sensoren in lebendes Gewebe und skizzieren einen Weg zu einer neuen Generation intelligenter neuronaler Schnittstellen. Diese Schnittstellen werden nicht nur neuronale Aktivitäten aufzeichnen, sondern auch direkt mit neuronalen Netzwerken interagieren, um verloren gegangene Funktionen wiederherzustellen und die Informationsverarbeitung zu verbessern. Weitere Informationen: Toward the Next Generation of Neural Iontronic Interfaces - Forró - 2023 - Advanced Healthcare Materials - Wiley Online Library.
Im vierten Teil der Veröffentlichung geht es um Systeme zur Verabreichung von Wirkstoffen (Drug Delivery Systems, DDS). Diese sind so konzipiert, dass Arzneimittel in der richtigen Dosis und an der richtigen Stelle im menschlichen Körper wirken. Dadurch können Medikamente gezielt ihre Wirkung entfalten und an anderen Orten keinen Schaden anrichten. Die Forschenden geben in diesem Beitrag einen Überblick über die biologischen Barrieren, auf die die Systeme bei oraler, intravenöser und lokaler Verabreichung stoßen, und sie diskutieren Ansätze, um mittels neuartiger Materialien diese Barrieren effizient zu überwinden. Weitere Informationen: Transformative Materials for Interfacial Drug Delivery - Desai - 2023 - Advanced Healthcare Materials - Wiley Online Library.