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Verhalten von Nanomaterialien im Körper

Multi-Organ-Plattform zur Risikobewertung von Nanomaterialien

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Mikrofluidische Systeme als Basis und neue In-vitro-Modelle

Das Fraunhofer IBMT wirkt maßgeblich an diesem Projekt mit und entwirft, fertigt und validiert die Mikrochip-basierte Multi-Organ-Plattform. „Die technologischen Schwerpunkte der Entwicklungsarbeit liegen auf den miniaturisierten Systemen zur Kultivierung von Zellen für die Simulation der genannten Körperbarrieren und Organe sowie für die Untersuchung der subzellulären Kompartimente. Anstatt die Module in einem Inkubator zu betreiben, statten wir jedes Modul mit einem miniaturisierten Inkubator aus, so dass die Plattform sehr flexibel einsetzbar ist. Darüber hinaus integrieren wir optische und elektrische Systeme zur Charakterisierung der Zellen.

Zur Versorgung der einzelnen Module und ihrer Verschaltung untereinander muss eine geeignete Fluidik entwickelt werden“, erläutert Thorsten Knoll, Leiter der Arbeitsgruppe Mikrofluidik und Mikrosensorik.

Neben der multimodularen Plattform entwickelt das Fraunhofer IBMT, im Rahmen des -Projekts, neue In-vitro-Modelle zur Untersuchung humantoxikologischer Effekte (wie z. B. Hepatotoxizität) von Nanomaterialien und untersucht die Barrieregängigkeit von Nanomaterialien (Überwindung der Lungen- und der Darm-Barriere), um Aussagen über die Aufnahme in den Körper zu treffen. „Die Zellmodelle werden in den neu entwickelten mikrofluidischen Modulen kultiviert und miteinander vernetzt, so dass eine toxikologische Beurteilung der Nanomaterialien entlang des Wegs durch den Körper möglich ist“, so Dr. Yvonne Kohl.

Die multidisziplinäre Aufstellung des Hisents-Teams und die jeweilige Fachexpertise ermöglichen die Entwicklung der dringend benötigten, miteinander verschaltbaren Organmodell-Module, um experimentelle Daten zum „Füttern“ mathematischer Modelle zu generieren , welche für eine sichere und zuverlässige Risikoabschätzung, -vorhersage und -bewertung des Verhaltens von Nanomaterialien im Körper unerlässlich sind.

Weitere Informationen zum Projekt, das unter dem EU-Förderkennzeichen 685817 geführt wird, finden Sie hier.

* A. E. Maurer: Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT, 66280 Sulzbach

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