Evolution of biofabrication and 3D-bioprinting technologies - from market pull to technology push

Biofabrication is a biomedical key technology for the cultivation of living tissue structures. Here, living cells are embedded in a hydrogel matrix and joined using various processes (e.g. 3D-bioprinting) to form a multicellular construct. The so formed tissue precursor then undergoes a growth process lasting several weeks in bioreactors in order to mature into living tissue. The development of today's biofabrication processes was originally motivated by clinical needs in the field of regenerative medicine. In this context, the focus is on the cultivation of tissue or organ parts for the regeneration of affected patients. Due to the increasing maturity of the technology and its excellent scaling potential, the range of applications has expanded to other markets, such as the pharmaceutical, cosmetics and chemical industries (e.g. in-vitro tissue models) or the field of cellular agriculture (e.g. cultured meat). Engineered living materials represent another particularly new and fast-growing field of application. The following article shows how the technology has developed from the demands of regenerative medicine (market pull) and is now pushing into completely new markets on this basis (technology push). It provides an comprehensive overview of the development of the technology and the wide range of its current fields of application. Die Biofabrikation ist eine biomedizinische Schl & uuml;sseltechnologie zur Kultivierung von lebenden Gewebestrukturen. Dabei werden biologische Zellen in eine Hydrogelmatrix eingebettet und mit verschiedenen Verfahren (z. B. 3D-Bioprinting) zu einem multizellul & auml;ren Konstrukt zusammengef & uuml;gt. Der so entstandene Gewebevorl & auml;ufer durchl & auml;uft dann in Bioreaktoren einen mehrw & ouml;chigen Wachstumsprozess, um zu lebendem Gewebe heranzureifen. Die Entwicklung der heutigen Biofabrikationsverfahren wurde urspr & uuml;nglich durch den klinischen Bedarf im Bereich der regenerativen Medizin motiviert. Dabei geht es um die Z & uuml;chtung von Gewebe- oder Organteilen f & uuml;r die Regeneration von erkrankten Patienten. Aufgrund der zunehmenden Reife der Technologie und ihres hervorragenden Skalierungspotenzials hat sich das Anwendungsspektrum auf andere M & auml;rkte wie die Pharma-, Kosmetik- und Chemieindustrie (z. B. In-vitro-Gewebemodelle) oder den Bereich der zellul & auml;ren Landwirtschaft (z. B. kultiviertes Fleisch) ausgeweitet. Ein weiteres, besonders neues und schnell wachsendes Anwendungsgebiet sind k & uuml;nstlich hergestellte lebende Materialien (Engineered Living Materials). Der folgende Beitrag zeigt, wie sich die Technologie aus den Anforderungen der regenerativen Medizin entwickelt hat (Market Pull) und auf dieser Basis in v & ouml;llig neue M & auml;rkte vordringt (Technology Push). Vor diesem Hintergrund gibt der Artikel einen umfassenden & Uuml;berblick & uuml;ber die Entwicklung der Technologie und die Vielfalt ihrer heutigen Anwendungsfelder.