Promotionsvortrag Physik: „Methods to monitor and improve cell viability and behaviour during and after bioprinting“

Ankündigung des Promotionsvortrags von: Frau Lena Fischer

Das Ziel von Biofabrikation ist die Generierung von biologisch funktionellen Strukturen, die hin-sichtlich Aufbau und Komplexität menschlichen Geweben ähneln. Hierfür werden lebende Zellen in Biomaterialien gemischt und mittels additiver Fertigungsverfahren zu einem dreidimensionalen Konstrukt räumlich angeordnet. Beim extrusionsbasierten Biodrucken wird die Biotinte mit Hilfe von Druck durch eine dünne Druckernadel extrudiert, was unweigerlich eine Scherbelastung der Zellen zur Folge hat. Dieser Scherstress kann zu Schäden an der zellulären Plasmamembran füh-ren und das Überleben und die Funktionsfähigkeit der Zellen im Biofabrikat beeinträchtigen. Ob-wohl dies eine der größten Herausforderungen in der Biofabrikation darstellt, gibt es kaum Metho-den für die Detektion von Plasmamembranschäden oder für die Stärkung zellulärer Abwehrme-chanismen gegen Scherstress-induzierte Schäden.

Im Rahmen der Dissertation habe ich fluoreszenz-basierte Methoden entwickelt um sowohl unmit-telbare als auch langfristige Auswirkungen von Scherstress auf das Zellüberleben und -verhalten visualisieren und quantifizieren zu können. Ich demonstriere die Verwendung des Styryl-Farbstoffs FM 1-43 zur Visualisierung von Scherstress-induzierten Plasmamembranschäden und die Nut-zung von Reporterzellen zur langfristigen Beobachtung des Zellverhaltens. Ich zeige, dass Scher-stress während des Biodruckens das Zellüberleben stark beeinträchtigen kann und dass diese negativen Auswirkungen durch die Zugabe von CaCl2 zur Biotinte nahezu unterbunden werden können. Außerdem zeige ich, dass Zellschäden und -tod beim Biodrucken von der Zellsteifigkeit abhängen, welche bei gegebenem Scherstress in einer geringeren Verformung und weniger Schäden steiferer Zellen, bzw. einer stärkeren Verformung und größeren Schäden weicherer Zel-len resultiert.

(Vortrag auf Deutsch)

Dem Vortrag schließt sich eine Diskussion von 15 Minuten an. Vortrag und Diskussion sind öffentlich. Diesen Verfahrensteilen folgt ein nicht öffentliches Rigorosum von 45 Minuten.