Aktorische Materialien

Polymeraktorsystem Erzeugung Vibration zur Zellsimulation
© T. Grunemann, Fraunhofer ISC
Ansteuerung eines Polymeraktorsystems zur Erzeugung von Vibration zur Stimulation von Zellen und Zellsystemen.

Stammzelleigenschaften und Prozesse wie Adhäsion oder Differenzierung werden in der klassischen Zellkultur durch zeitlich variierte Zugabe verschiedener Wirkstoffe gesteuert. Um den Arbeits- und Materialaufwand bei der automatisierten und aufskalierten Stammzellexpansion und -kultur zu optimieren, wird im Prozesszentrum die Unterstützung und Steuerung dieser Prozesse durch aktorische Materialien mit speziellen physikalischen Eigenschaften erarbeitet.

Das Feld der aktorischen Materialien beschäftigt sich mit Werkstoffen, welche auf äußere Stimuli, beispielsweise elektrische oder magnetische Felder, mit Volumenänderung oder Veränderung der Oberflächenladung reagieren. Durch Integration dieser Materialien in Bioreaktoren und Zellkultursubstrate kann somit die Umgebung von Stammzellen in Echtzeit gesteuert werden um steuerbare Reaktionen der Zellen hervorzurufen.
Die Gruppe aktorische Materialien des Projektzentrums Stammzellprozesstechnik untersucht hierbei im wesentlichen Aktorsysteme auf Basis piezoelektrischer Polymere sowie magnetische und elektrische Dieleastomeraktoresysteme.

Der Fokus der Gruppe liegt hierbei auf Entwicklungen welche

  • transparent (für die mikroskopische Analyse)
  • hochflexibel und
  • biokompatibel

sind und über industrienahe Fertigungsprozesse, wie z.B. Siebdruck, kostengünstig und effizient hergestellt werden können.