Biofabrikation

Die Biofabrikation umfasst die gezielte Herstellung biologischer Strukturen durch das Zusammenspiel von Zellen, Biomaterialien und bioverfahrenstechnischen Prozessen. Als interdisziplinäres Feld verbindet sie Zell- und Gewebetechnologie mit Materialwissenschaften, Biotechnologie und Verfahrenstechnik und erschließt neue Anwendungen in Medizin, Industrie und nachhaltiger Ernährung.

Gewebemodelle: In-vitro-Testsysteme für die Biomedizin

Am Fraunhofer IGB bearbeiten wir die Biofabrikation entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Zellgewinnung und Materialentwicklung bis zur Prozessentwicklung und Skalierung. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung physiologisch relevanter Gewebemodelle, insbesondere von Fettgewebemodellen, als In-vitro-Testsysteme für biomedizinische Anwendungen.

Zellbasierte Lebensmittel: Fleisch und Fisch

Im Bereich zellbasierter Lebensmittel betrachten wir den gesamten Prozess der Herstellung kultivierten Fleisches und Fischs, von der Zellisolierung und Etablierung geeigneter Zelllinien über die Entwicklung von Medien und Materialien bis hin zu Prozessentwicklung, Skalierung und Prototypen. Ziel ist es, technologische Hürden entlang der Wertschöpfungskette zu adressieren und den Transfer in industrielle Anwendungen zu ermöglichen.

Engineered Living Materials

Darüber hinaus entwickeln wir Engineered Living Materials auf Basis lebender Zellen, insbesondere pilzmyzelbasierte Materialien, die gezielt geformt und funktionalisiert werden können. Diese Materialien lassen sich beispielsweise für nachhaltige Leichtbauanwendungen, biologisch abbaubare Bauteile oder bioaktive Filtersysteme einsetzen und ermöglichen durch additive Fertigungsverfahren eine präzise und skalierbare Herstellung.

• Entwicklung und Charakterisierung von Zellquellen und zellbasierten Systemen für biomedizinische, industrielle und lebensmitteltechnologische Anwendungen
• Entwicklung und Optimierung von Zellkulturprozessen, Differenzierungsstrategien und Co-Kulturen
• Entwicklung und Funktionalisierung von Biomaterialien, Biotinten und Engineered Living Materials
• Entwicklung definierter und nachhaltiger Zellkulturmedien
• Prozessentwicklung und Skalierung von der Laborphase bis in anwendungsnahe Maßstäbe
• Entwicklung integrierter Biofabrikationsstrategien einschließlich 3D-Bioprinting
• Aufbau und Charakterisierung von Gewebemodellen und Demonstratoren
• Analytik, Testung und anwendungsnahe Bewertung von Prozessen und Produkten

Für die Biofabrikation steht eine moderne Forschungsinfrastruktur zur Verfügung, die Arbeiten vom Labor- bis zum Pilotmaßstab ermöglicht und die Entwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette unterstützt, von Zellkultur und Materialentwicklung über Biofabrikation bis hin zur Prozessentwicklung und Produktcharakterisierung.

Unsere Ausstattung umfasst unter anderem:

• Voll ausgestattete Zellkulturlabore für Arbeiten mit humanen und tierischen Zellen
• Inkubatoren, Sicherheitswerkbänke und Systeme für kontrollierte Zellkulturprozesse
• Bioreaktorsysteme für Kultivierung, Prozessentwicklung und Scale-up
• Systeme für 3D-Bioprinting sowie additive Fertigung biobasierter Materialien
• Labore für Material- und Tintenentwicklung sowie rheologische und mechanische Charakterisierung
• Mikroskopie- und Analytikplattformen zur Untersuchung von Zell-, Gewebe- und Materialeigenschaften
• Infrastruktur für den Aufbau und die Charakterisierung komplexer Gewebemodelle
• Einrichtungen zur Entwicklung und Testung von Demonstratoren und Prototypen
• Lebensmitteltechnische Infrastruktur zur Bewertung zellbasierter Produkte

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