TGM-Schüler erfinden Bioreaktor

Wien (pts008/10.10.2013/08:00) Schüler des Wiener TGM entwickeln einen neuen Bioreaktor, mit dem man Bänder für beschädigte Gelenke züchten kann. Wissenschaftler testen zurzeit, ob sich der Prototyp der jungen Kollegen in der Praxis bewährt.

Bioreaktoren dienen dazu, Zellen zu vermehren. In der Medizin will man sie in einigen Jahren dafür verwenden, um aus Stammzellen neue Bänder, Knorpel oder Muskeln wachsen zu lassen. Dazu muss der Bioreaktor das Zellgewebe auf eine ganz bestimmte Art bewegen. Zieht man etwa rhythmisch am Gewebe, dann wird es zu einem Band oder einer Sehne.

Schülerinnen und Schüler des TGM, Wiens größter HTL, erfanden dafür eine neue Methode. Bisherige Versuchsreaktoren ziehen durch kleine Kolben oder Stangen am Stammzellen-Gewebe. Dadurch können sich jedoch Verunreinigungen einschleichen, weil sich mechanische Teile nicht luftdicht versiegeln lassen. Nach einer Idee des Boltzmann-Instituts bauten die Schüler ein Modell, das stattdessen mit Magneten arbeitet. Gewebe und Magnet werden gemeinsam in einen Glasbehälter eingeschlossen und durch Magnetkraft von außen bewegt. Der Behälter bleibt dicht, das Gewebe bleibt steril.

Stammzellen und Lego

"Der Erfindergeist der jungen Leute könnte zu einem medizinischen Gerät führen, mit dem man beschädigte Sehnen und Bänder nachzüchten kann", erklärt TGM-Direktor Karl Reischer. "Derzeit ist das noch Zukunftsmusik, aber in einigen Jahren wird man für einen Patienten gezielt neues Gewebe erzeugen können - vielleicht mit der Technologie unserer Schüler."

Die Schüler fertigten das Modell aus Lego-Bausteinen und Metall-Profilen an. Der erste Entwurf war eine Diplomarbeit in der Richtung Biomedizin- und Gesundheitstechnik. Der Ansatz wirkte so überzeugend, dass Wissenschaftler der Fachhochschule Technikum Wien die Erfindung ausführlich testeten. Ihr Feedback übermittelten sie wieder ans TGM zurück, wo der nächste Jahrgang das Projekt neu aufgriff und weiterentwickelte. "Durch die enge Zusammenarbeit mit der FH Technikum Wien können wir das Modell immer wieder verbessern, neuerlich testen und weiter verbessern. So viele Testläufe sind in einem kommerziellen Umfeld gar nicht möglich", meint Josef Kollmitzer, Leiter des biomedizinischen Labors am TGM.

Richtung Serienreife

Inzwischen ist bereits die nächste Schülergeneration an der Arbeit und hat den Bioreaktor "parallelisiert": Er kann nun 24 Gewebeteile gleichzeitig wachsen lassen, das bringt große Vorteile in der Forschung, weil man dadurch verschiedene Varianten perfekt vergleichen kann. Dann ist wieder die Fachhochschule an der Reihe, sie nimmt Tests vor und treibt den Prototyp zur Serienreife voran. Letztendlich soll aus dem Lego-Modell ein echtes medizinisches Produkt werden.

An der FH Technikum Wien beschäftigen sich das Institut für Biochemical Engineering und das "Stadt Wien Kompetenzteam Tissue Engineering Bioreaktoren" mit dem neuen Prototyp. Wichtige wissenschaftliche Unterstützung kommt vom Ludwig-Boltzmann-Institut für Traumatologie in Wien, speziell von seinem Leiter Heinz Redl, von dem die Idee mit den Magneten stammt. Aber auch außerhalb Österreichs stieß die Innovation auf Aufmerksamkeit, eine englische Forschungseinrichtung zeigt bereits Interesse.

TGM - Die Schule der Technik - ist mit rund 2.500 Schülern und 310 Lehrern die größte HTL Wiens und eine der ältesten Österreichs. Die Versuchsanstalt des TGM übernimmt Forschungsprojekte und Prüfaufgaben im Auftrag der Wirtschaft und arbeitet an innovativen Entwicklungen mit. Die Ausbildungen umfassen Elektronik und Technische Informatik, Elektrotechnik, IT, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieur und Kunststofftechnik sowie - seit 2010 - die neue Richtung Biomedizin- und Gesundheitstechnik. Absolventen sind im Verband der Technologinnen und Technologen weltweit vernetzt.

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