Life Sciences & Bioengineering
Innovative Titanstrukturen für biomedizinische Anwendungen der nächsten Generation
Die Life Sciences sind ein interdisziplinäres Forschungsfeld, das grundlegende Mechanismen lebender Systeme über Biologie, Medizin und Biochemie hinweg untersucht. Bioingenieurwissenschaften übertragen ingenieurtechnische Prinzipien auf biologische Prozesse und Materialien – und ebnen so den Weg für fortschrittliche Anwendungen wie medizinische Implantate, Tissue Engineering oder biotechnologische Fertigung. Durch die enge Verknüpfung von Materialwissenschaften, Zellbiologie und technologischer Innovation entstehen neuartige Lösungen für die Medizin bis hin zu personalisierten Therapien, ebenso wie für industrielle und ökologische Anwendungen. Sowohl die Grundlagenforschung als auch die translationale Entwicklung spielen dabei eine zentrale Rolle in diesem dynamischen Feld.
Herausforderungen.
Innovation.
Lösungen.
Die Nachbildung komplexer Gewebestrukturen, die Optimierung von Zellkulturbedingungen und die Sicherstellung langfristiger Biokompatibilität zählen zu den zentralen Herausforderungen im Tissue Engineering. Konventionelle Materialien stoßen hierbei an ihre Grenzen – insbesondere, wenn mechanische Stabilität und biologische Funktionalität gleichzeitig gefordert sind. Die Folgen: unzureichende Zelladhäsion, mangelhafte Vaskularisierung und unkontrollierte Materialdegradation – Faktoren, die das Gewebewachstum und die biologische Integration erheblich beeinträchtigen.
Mit unserer innovativen Technologie entwickeln wir hochfunktionale Trägerstrukturen aus elastischem Titan. Sie vereinen herausragende Biokompatibilität, strukturelle Flexibilität und optimale Zellintegration – und überwinden damit die Limitierungen herkömmlicher Werkstoffe.
Indikationsbereiche
Tissue Engineering & Bone Reconstruction
Tissue Engineering zielt darauf ab, funktionelle Gewebe durch die Kombination von Zellen, Biomaterialien und bioaktiven Faktoren zu entwickeln. Insbesondere in der Knochenrekonstruktion sind stabile, zellfreundliche Gerüststrukturen essenziell. Sie bieten nicht nur mechanische Stabilität und eine geeignete Architektur für Zellmigration und -verankerung, sondern vermitteln auch biochemische Signale, die das Zellverhalten gezielt steuern.
Wir entwickeln innovative Scaffolds aus reinem Titan, die nicht nur mechanische Stabilität gewährleisten, sondern auch die natürliche extrazelluläre Matrix nachahmen. Damit schaffen sie eine optimale Umgebung für Zelladhäsion, -wachstum und -differenzierung und fördern die natürliche Gewebebildung. Unsere langlebigen, funktionellen Implantate ermöglichen nachhaltige Lösungen für medizinische Anwendungen.
Organoide
Organoide sind organähnliche Mikrogewebe, die in der biomedizinischen Forschung zur Modellierung von Krankheiten, zum Studium der Organentwicklung und zur Entwicklung sowie zum Testen von Arzneimitteln eingesetzt werden. Besonders nützlich sind sie in der personalisierten Medizin, da sie aus Patientenbiopsien hergestellt werden können, was direkte Tests von Medikamenten ermöglicht. Um physiologische Bedingungen zu simulieren, benötigen Organoide komplexe dreidimensionale Umgebungen, was ihre Anwendung in der Forschung weiter verstärkt.
Unsere porösen, biokompatiblen Titanstrukturen bieten eine dreidimensionale Umgebung und zellgerechtes Mikroklima, das die zelluläre Differenzierung und Funktion in Organoidmodellen effektiv unterstützt.
Bioartifizielle Organe
Bioartifizielle Organe kombinieren lebende Zellen mit Biomaterialien, um geschädigte Organfunktionen zu ersetzen oder zu ergänzen. Sie vereinen die Vorteile von Zelltransplantationen und Implantaten und bieten eine immunverträgliche, langlebige Alternative zu natürlichen Organen. Durch die Integration lebender Zellen in Scaffolds ermöglichen sie biochemische Funktionen, reduzieren den Bedarf an Transplantationen und bieten lebensrettende Therapien. Dafür sind hochbelastbare, gewebeähnliche Materialien erforderlich, die mechanische Stabilität, Zelladhäsion und -differenzierung optimal unterstützen.
Unsere biokompatiblen Titan-Scaffolds bieten hohe mechanische Stabilität und fördern optimale Zelladhäsion, wodurch sie langfristige Zellintegration und Gewebeentwicklung unterstützen. Dank ihrer anpassbaren Oberflächenstruktur ermöglichen sie die Konstruktion funktionaler Organimplantate und tragen so zur Weiterentwicklung regenerativer Therapien bei.
Tissue Engineering
Ziel des Tissue Engineering ist es, funktionelles Gewebe durch die gezielte Kombination von Zellen, Biomaterialien und bioaktiven Faktoren zu erzeugen. Besonders in der Knochenrekonstruktion sind stabile, zellfreundliche Gerüststrukturen entscheidend: Sie bieten nicht nur mechanische Stabilität und eine geeignete Architektur für Zellmigration und -verankerung, sondern vermitteln auch biochemische Signale, die das Zellverhalten gezielt beeinflussen.
Wir entwickeln innovative Gerüststrukturen aus reinem Titan, die mechanische Festigkeit mit einem biomimetischen Design kombinieren – inspiriert von der natürlichen extrazellulären Matrix. So entsteht ein ideales Umfeld für Zelladhäsion, Wachstum und Differenzierung, das die natürliche Geweberegeneration wirkungsvoll unterstützt. Unsere langlebigen, funktionellen Implantate schaffen nachhaltige Lösungen für anspruchsvolle medizinische Anwendungen.
Organoide
Organoide sind organähnliche Mikrogewebe, die in der biomedizinischen Forschung zur Krankheitsmodellierung, zur Untersuchung der Organentwicklung sowie für die Entwicklung und Testung neuer Arzneimittel eingesetzt werden. Besonders wertvoll sind sie in der personalisierten Medizin, da sie aus patienteneigenem Gewebe generiert werden können – und so individuelle Wirkstofftests und maßgeschneiderte Therapien ermöglichen. Um physiologische Bedingungen realitätsnah abzubilden, benötigen Organoide komplexe, dreidimensionale Umgebungen – ein Faktor, der ihr Anwendungspotenzial in Forschung und Entwicklung weiter erhöht.
Unsere porösen, biokompatiblen Titanstrukturen bieten ein hochfunktionales dreidimensionales Mikromilieu mit zellgerechtem Klima. Sie fördern gezielt die Differenzierung und Funktionalität von Zellen in Organoidmodellen – und leisten damit einen wertvollen Beitrag zur Weiterentwicklung personalisierter und translationaler Forschung.
Bioartifizielle Organe
Bioartifizielle Organe kombinieren lebende Zellen mit Biomaterialien, um beeinträchtigte Organfunktionen zu ersetzen oder zu unterstützen. Sie vereinen die Vorteile von Zelltransplantation und Implantattechnologie und bieten eine immunverträgliche, langlebige Alternative zu natürlichen Organen. Durch die Integration von Zellen in geeignete Trägerstrukturen übernehmen sie biochemische Funktionen, verringern den Bedarf an Organtransplantationen ermöglichen neue therapeutische Ansätze.
Unsere biokompatiblen Titan-Scaffolds bieten hohe mechanische Stabilität und fördern die Zelladhäsion – entscheidende Voraussetzungen für eine langfristige Zellintegration und Bildung funktionellen Gewebes. Ihre anpassbare Oberfläche ermöglicht die Konstruktion bioartifizieller Organimplantate und treibt Innovationen in der regenerativen Medizin voran.
3D-Zellkulturen
Zellkulturen sind unverzichtbar für Forschung, Diagnostik und biotechnologische Produktion. Besonders dreidimensionale Zellkultursysteme ermöglichen realitätsnahe Modelle, um zelluläre Interaktionen, Proliferation und Differenzierung physiologisch abzubilden. Zuverlässige Ergebnisse erfordern dabei optimale Wachstumsbedingungen und eine hohe Reproduzierbarkeit.
Unsere titanbasierten Zellkultur-Scaffolds schaffen eine stabile, homogene Wachstumsumgebung mit langfristiger Kultivierbarkeit. Strukturelle Schlüsseleigenschaften – wie Porengröße, Materialstärke sowie Oberflächenmerkmale wie Nanotopographie oder definierte Hydrophilie – lassen sich präzise anpassen, um Zelladhäsion und Differenzierung optimal zu steuern.
Bioreaktoren
Bioreaktoren sind spezialisierte Systeme, die biologische Prozesse unter kontrollierten Bedingungen ermöglichen. Sie unterstützen das Wachstum und die Produktion von Mikroorganismen sowie tierischer oder pflanzlicher Zellen zur Herstellung biologischer Produkte. Besonders durch Zellimmobilisierung in Fließbett- und Festbettreaktoren lassen sich hohe Zelldichten erzielen, was Produktivität und Effizienz deutlich steigert.
Wir nutzen Titan-Netzstrukturen zur Zellfixierung in festen oder fluidisierten Reaktorbetten. Dies schützt die Zellen vor Scherkräften und ermöglicht deutlich höhere Zelldichten im Vergleich zu Suspensionskulturen. Das Ergebnis: kompaktere Reaktoren, geringere Kosten und vereinfachte Downstream-Prozesse.