Für eine sichere industrielle Anwendung des Bioprintings müssen aussagekräftige und robuste Analysemethoden entwickelt werden. Um den Druckprozess erst verstehen und dann kontrollieren zu können, ist es wichtig, die pre-printing Phase, den eigentlichen Druckprozess und die post-printing Phase zu untersuchen. Ein besonderes Augenmerk unserer aktuellen Forschung liegt auf der Entwicklung einer Analytik für den Druckprozess mittels bildbasierter Methoden. Bei der 2,5D und 3D Bildauswertung werden die gedruckten Objekte hinsichtlich der Geometrie bzw. der experimentellen Genauigkeit im Vergleich zum Design untersucht. Diese Methoden können zur Evaluierung der Verdruckbarkeit von Biotinten, zur Beurteilung des Einflusses verschiedener Herstellungs- und Prozessparameter und als ein vielversprechendes Tool für die Druckprozessentwicklung eingesetzt werden.

Hydrogele sind gelartige bis feste Materialien, die zum Großteil aus Wasser bestehen und deren räumliche Struktur durch die chemischen oder physikalischen Wechselwirkungen eines Polymernetzwerks aufrecht erhalten wird. Die Anwendung von Hydrogelen ist in der Biotechnologie weit verbreitet, sie dienen als Stützstruktur (Scaffold) für zelluläres Wachstum im Bereich des Tissue Engineerings sowie für die Immobilisation von Enzymen im Bereich der Biotransformation. Auch eine Nutzung von stimuli-responsiven Gelen als Sensoren und die Nutzung von protein-basierten Hydrogelen als sogenanntes Soft Material sind aktuell Gegenstand von Forschungsprojekten. All diese Anwendungen haben gemeinsam, dass zunächst neuartige Materialen entwickelt, charakterisiert und im Hinblick auf ihre Verarbeitbarkeit für den 3D-Druck optimiert werden müssen.

Bioprinting ist eine Methode für die Herstellung von Gewebe-ähnliche Strukturen (Scaffolds) in 3D, die in der pharmazeutischen und medizinischen Forschung Anwendung finden. Damit eine Translation dieser artifiziellen Gewebe von der Forschung in Richtung industrieller Produktion sowie medizinischen Einsatz erfolgen kann, müssen Schlüsselprobleme aus der Biologie (z.B. Vaskularisation), der Materiaforschung und der Prozessentwicklung gelöst werden. Ein Focus unserer Arbeitsgruppe im Bereich Prozessentwicklung ist das Cell Handling. Dies umfasst die Bereitstellung des Zellmaterials, das Einbringen dieses Materials in sogenannten Biotinten sowie ihre Verarbeitung. Des Weiteren beschäftigen wir uns mit der Etablierung geeigneter Methoden zur Zell-Charakterisierung von gedruckten Strukturen.