Organ-on-Chip

Prof. Dr. Peter Loskill
Gruppenleiter Organ-on-Chip

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In der Organ-on-Chip-Gruppe beschäftigen wir uns mit der Entwicklung und Qualifizierung von Organ-on-Chip (OoC)-Systemen und Enabler Technologien, sowie mit der Anwendung von OoC-Modellen für die Grundlagenforschung, Arzneimittelentwicklung und pharmakologische Forschung, die personalisierte Medizin, den Verbraucherschutz und die Toxikologie. Mit unserem internationalen Team arbeiten wir an der interdisziplinären Schnittstelle zwischen den Material- und Ingenieurswissenschaften, der Physik, Biologie und der Medizin.

Organ-on-Chip-Systeme sind kleine mikrofluidische Plattformen, die lebende Substrukturen von Organen in eine kontrollierte Mikroumgebung integrieren und einen oder mehrere Aspekte der In-vivo-Dynamik, -Funktionalität und -(Patho)physiologie des Organs nachbilden. So können komplexe humanbiologische Prozesse außerhalb des menschlichen Körpers physiologisch simuliert werden. Durch die in die Chips integrierten kleinen dreidimensionalen Kammern und Kanäle im Mikrometermaßstab sowie spezielle geometrische, mechanische und biologische Eigenschaften und Komponenten kann die natürliche physiologisch perfundierte Mikroumgebung der Zellen in einem Gewebe imitiert werden. Organ-on-Chip-Systeme kombinieren folglich die Alleinstellungsmerkmale klassischer Zell-Assays (menschliche Zellen und Gene) und der Tiermodelle (komplexe 3D-Gewebe und Blutkreislauf). Mit diesen sogenannten In-vitro-Testsystemen können verschiedenste medizinische, biologische, pharmakologische und toxikologische Fragestellungen beantwortet werden, ohne dabei auf Versuchstiere zurückgreifen zu müssen.

In enger Zusammenarbeit mit dem 3R-Center Tübingen für In-vitro-Modelle und Tierversuchsalternativen bieten wir somit die Möglichkeit, nach den Vorgaben des 3R-Prinzips (Replace, Reduce, Refine) den Einsatz sowie die Notwendigkeit von Tierversuchen zu reduzieren, die Übertragbarkeit vorklinischer Resultate auf die klinischen Phasen zu steigern und somit die gesamte Entwicklung kostengünstiger, sicherer und schneller zu machen.

Entwicklung von Testsystemen

• Design und Entwicklung mikrofluidischer Lösungen für Zellanwendungen
• Kombination von Mikrofluidik, Biomaterialien und 3D-Geweben
• Entwicklung von mikrophysiologischen Organ-on-a-chip Systemen
• Funktionelle Tests und Validierung von in vitro Modellen
• Entwicklung fluidischer Lösungen zur Kultivierung und Differenzierung von Stammzellen