Das Projektteam der ZHAW: Fabian Deuber, Dr. Katarzyna Kopanska, Hüseyin Birogul, Wissenschaftl. Mitarbeitende; Dr. Stephanie Mathes, Dr. Christian Adlhart, Dozierende (v.l.n.r.).

Tubuläres Gerüst mit vitalen Endothelzellen (violett).

Die Kammer, welche im IMES bei Prof. Dr. Daniel Baumgartner entwickelt wurde, erlaubt unter anderem die Einführung eines Stents in das konstruierte Gefäss.

Mit vereinten Kräften zum «in vitro» Blutgefäss

Publiziert

«In vitro» hergestellte menschliche Blutgefässe sind für verschiedene Fragestellungen interessant. Zum einen als Ersatz für defekte Gefässe, aber auch als biologisch aktives Testmodell für vaskuläre Behandlungssysteme. Um relevante Vorhersagen über die Interaktion der Systeme mit dem umgebenden Gewebe zu erlauben, muss das Testsystem folgende Paramater erfüllen: Menschliches Gewebe muss vorhanden sein und die Dimensionen sowie die Mechanik müssen das Einsetzen eines Stents erlauben.

Alle Materialien, welche in menschliche Blutgefässe eingesetzt werden, müssen entsprechend den regulatorischen Vorgaben bezüglich Wirksamkeit und Sicherheit getestet werden. Gewisse Aussagen lassen bereits Untersuchungen an Zellkulturen und Kleintieren zu, aber das zu erwartende Verhalten therapeutischer Hilfsmittel ist nur in Testsystemen möglich, die den Bedingungen der menschlichen Gewebe so nah wie möglich kommen. Heute werden vor allem Schweine für diese Untersuchungen verwendet. Der Nachteil besteht allerdings in der Individualität der Tiere, den Kosten sowie dem schnelleren Wachstum der Arterien. Ein humanes Blutgefässmodell, welches mit Hilfe der Methoden des «Tissue Engineerings» hergestellt wird, soll eine Standardisierung der präklinischen Tests ermöglichen und bereits erste Hinweise bezüglich der Wirksamkeit liefern.

Erfolg durch echte Interdisziplinarität
Die Biotronik AG (Bülach) ist eine der weltweit führenden Hersteller sogenannter «vascular intervention devices» und daher interessiert an einem alternativen Testsystem. Die Herausforderung war klar: Das System muss sowohl biologisch relevant, aber auch mechanisch stabil sein, um die Integration eines Stents zu erlauben. Zudem muss pulsierender Nährmedienfluss sowie der systolische und diastolische Druck von 120 mmHg bzw. 80 mmHg vorhanden sein. Für diese komplexe Fragestellung war es notwendig, ein interdisziplinäres Team zusammenzustellen. Die in Wädenswil ansässige ZHAW-Fachstelle Funktionsmaterialien und Nanotechnologie unterstützte bei der Entwicklung der Gerüststrukturen mittels Elektrospinnens von Polyurethan. Am Winterthurer ZHAW-Institut für Mechanische Systeme IMES wurde das Flusssystem mit Sensorik realisiert. Die Spezialistinnen und Spezialisten in der Wädenswiler Fachgruppe Tissue Engineering versetzten und charakterisierten das Gerüst mit Endothel- und weichen Muskelzellen. Es ist hervorzuheben, dass alle Teilaufgaben in Form von studentischen Arbeiten durchgeführt wurden.

Ausblick
Dank der hohen Motivation aller Beteiligten und dem wertvollen Input des Industriepartners ist es gelungen, in kurzer Zeit einen Prototyp zu entwickeln, der die Kultivierung sowie das Einsetzen eines Stents in ein konstruiertes Blutgefäss zulässt. In den folgenden Jahren wird die Erweiterung in ein Mehrkammersystem angestrebt.

EVENTS

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 07. - 08. Oktober 2020

Ort: Lausanne (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 19. - 22. Oktober 2020

Ort: München (D)

parts2clean

Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung

Datum: 27. - 29. Oktober 2020

Ort: Stuttgart (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 04. - 06. November 2020

Ort: Bern (CH)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 10. - 13. November 2020

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

Composites Europe

Europäische Fachmesse & Forum für Verbundwerkstoffe, Technologie und Anwendungen

Datum: 10. - 12. November 2020

Ort: Stuttgart (D)

SEMICON Europa

Europäische Leitmesse für Mikroelektronik

Datum: 10. - 13. November 2020

Ort: München (D)

electronica

Komponenten, Systeme, Anwendungen, Lösungen

Datum: 10. - 13. November 2020

Ort: München (D)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 10. - 12. November 2020

Ort: Nürnberg (D)

Medica

Die Weltleitmesse der Medizinbranche

Datum: 16. - 19. November 2020

Ort: Düsseldorf (D)

Compamed

Fachmesse für Produkte aus der medizinischen Vorproduktion

Datum: 16. - 19. November 2020

Ort: Düsseldorf (D)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 18. - 19. November 2020

Ort: Zürich (CH)

Logistics & Distribution

Schweizer Fachmesse für Logistik und Transport

Datum: 18. - 19. November 2020

Ort: Zürich (CH)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 18. - 19. November 2020

Ort: Frankfurt am Main (D)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 23. - 26. November 2020

Ort: Paris (F)

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 01. - 03. Dezember 2020

Ort: Düsseldorf (D)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 08. - 11. Dezember 2020

Ort: München (D)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 10. - 11. Februar 2021

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 10. - 11. Februar 2021

Ort: Zürich (CH)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 17. - 21. Februar 2021

Ort: Nürnberg (D)

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 23. - 25. Februar 2021

Ort: Köln (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 25. Februar - 03. März 2021

Ort: Düsseldorf (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 09. - 11. März 2021

Ort: Stuttgart (D)

Schweizer Planertag

Treffpunkt der Planer, Ingenieure und Installateure

Datum: 16. März 2021

Ort: Campussaal Brugg (CH)

MIDEST

Die globale Show für alle industriellen Lohnbearbeitungs-Know-how

Datum: 16. - 19. März 2021

Ort: Paris (D)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für Gedruckte Elektronik

Datum: 23. - 25. März 2021

Ort: München (D)

Hannover Messe

Weltleitmesse der Industrie - Industrie 4.0 trifft Logistik 4.0

Datum: 12. - 16. April 2021

Ort: Hannover (D)

MedTech Summit

Kongress technologie- und marktrelevanten Themen aus der Medizintechnik- und Gesundheitsbranche

Datum: 20. - 22. April 2021

Ort: Nürnberg (D)

Medtec Live

ein Joint Venture der MT-CONNECT und Medtec Europe

Datum: 20. - 22. April 2021

Ort: Nürnberg (D)

T4M

Die neue Messe für Medizintechnik in Stuttgart.

Datum: 04. - 06. Mai 2021

Ort: Stuttgart (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und für die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 05. - 06. Mai 2021

Ort: Hannover (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 04. - 06. Juni 2021

Ort: Nürnberg (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14. - 18. Juni 2021

Ort: Frankfurt am Main (D)

Securite Lausanne

Die Schweizer Fachmesse

Datum: 16. - 18. Juni 2021

Ort: Zürich (CH)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 21. - 24. Juni 2021

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 31. August - 02. September 2021

Ort: Bern (CH)

Swiss Medtech Expo

Advanced Manufacturing

Datum: 14. - 15. September 2021

Ort: Luzern (CH)

AM Expo

Formen und Bauteile aus dem Drucker

Datum: 14. - 15. September 2021

Ort: Luzern (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 21. - 23. September 2021

Ort: Basel (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 28. - 30. September 2021

Ort: Nürnberg (D)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 06. - 09. Oktober 2021

Ort: Düsseldorf (D)

Fakuma

Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung

Datum: 12. - 16. Oktober 2021

Ort: Friedrichshafen (D)

Ifas

Fachmesse für Gesundheitsmarkt

Datum: 19. - 21. Oktober 2021

Ort: Zürich (CH)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 26. - 29. Oktober 2021

Ort: Düsseldorf (D)

transport-CH

Schweizer Nutzfahrzeugsalon

Datum: 10. - 13. November 2021

Ort: Bern (CH)

NORTEC

Fachmesse für Produktionstechnik und Maschinenbau

Datum: 25. - 28. Januar 2022

Ort: Hamburg (D)

Swiss Plastics Expo

Schweizer Fachmesse Kunststoffindustrie

Datum: 25. - 27. Januar 2022

Ort: Luzern (CH)

aqua pro gaz

DIE SCHWEIZER MESSE DER TRINKWASSER-, ABWASSER- UND GASFACHLEUTES

Datum: 09. - 11. Februar 2022

Ort: Bulle (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26. - 28. April 2022

Ort: Nürnberg (D)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 30. Mai - 03. Juni 2022

Ort: München (D)

K Messe

Weltleitmesse für Kunststoff- und Kautschukindustrie

Datum: 19. - 26. Oktober 2022

Ort: Düsseldorf (D)

NEWCAST

Internationale Fachmesse für Präzisionsgussprodukte

Datum: 12. - 16. Juni 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis