Gewebeingenieurwesen

Gewebeingenieurwesen ist ein interdisziplinäres Feld, das darauf abzielt, biologische Substitutionen zu entwickeln, die Struktur und Funktion von Geweben oder Organen wiederherstellen, ersetzen oder verbessern. Typische Ansätze kombinieren Zellen, tragende Biomaterialien (Scaffolds) und biochemische Signale, um Gewebe im Labor zu erzeugen oder zu rekonstruieren. Die drei zentralen Bausteine sind Zellen, Biomaterialien, die als Gerüst dienen, und Wachstumsfaktoren sowie mechanische Stimuli, die die Gewebeentwicklung steuern.

Methoden umfassen scaffold-basierte Strategien, decellularisierte Organ- und Gewebematrizes sowie bottom-up-Ansätze, bei denen Gewebemikrostrukturen aufgebaut werden. Technologien wie 3D-Druck und Bioprinting ermöglichen komplexe Gewebestrukturen. Bioreaktoren liefern kontrollierte mechanische und chemische Reize während des Kulturs.

Anwendungen reichen von Knorpel- und Knochengewebe über Hautersatz, Blutgefäße bis hin zu Leber-, Nieren- oder Herzgeweben in der Forschung; kommerzielle Produkte existieren vor allem im Haut- und Knochenbereich. Die klinische Translation steht vor Herausforderungen wie Vaskularisierung, Immunverträglichkeit, Reproduzierbarkeit, Skalierbarkeit, Regulierung und Kosten. Die Zukunft des Gewebeingenieurwesens umfasst personalisierte Gewebe, fortgeschrittene Bioprinting-Ansätze, integrierte Organmodelle und die Weiterentwicklung von Organsynthese-Strategien, während Ethik und Regulierung eine zentrale Rolle bei der Einführung neuer Therapien spielen.