{"id":70852,"date":"2022-05-31T11:18:23","date_gmt":"2022-05-31T15:18:23","guid":{"rendered":"https:\/\/rheolution.com\/?p=70852"},"modified":"2026-09-28T17:12:56","modified_gmt":"2026-09-28T21:12:56","slug":"4d-bioprinting-einsatz-sich-entwickelnder-biomaterialien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rheolution.com\/de\/rheolution-artikel\/4d-bioprinting-einsatz-sich-entwickelnder-biomaterialien\/","title":{"rendered":"Was ist 4D-Bioprinting und warum ist es wichtig?"},"content":{"rendered":"\t\t
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Rheolution-Artikel<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Was ist 4D-Bioprinting und warum ist es wichtig?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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von Dr. Antoine Frayssinet<\/a>,
Senior Application Specialist bei Rheolution Inc.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Wodurch unterscheidet sich das 4D-Bioprinten vom 3D-Druck?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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3D-gedruckte, mit Zellen besiedelte Objekte, die zur Implantation in den menschlichen K\u00f6rper bestimmt sind, sollen punktuell eine bestimmte Degeneration oder Erkrankung lindern. Diese Implantate sind jedoch statisch und leblos \u2013 im Gegensatz zur dynamischen Umgebung des k\u00f6rpereigenen Gewebes, in der das Gewebe im Laufe der Zeit schwankenden biophysikalischen, biochemischen und mechanischen Reizen ausgesetzt ist. Mit dem 4D-Bioprinting hat die wissenschaftliche Gemeinschaft k\u00fcrzlich die \u201eZeit\u201c als vierte Dimension integriert: Ger\u00fcste und Hydrogele sind in der Lage, sich nach dem Druck im Laufe der Zeit weiterzuentwickeln, sei es auf biologischem Wege oder durch die Einwirkung eines externen Reizes. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie l\u00f6sen Reize Formver\u00e4nderungen in 4D-Biomaterialien aus?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Erstens kann eine Form\u00e4nderung nach dem Druckvorgang hervorgerufen werden, indem das Hydrogel physikalischen Reizen ausgesetzt wird, z. B. einem Magnetfeld, einer Temperatur\u00e4nderung (z. B. bei Poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAAm) oder Poly(\u03b5-Caprolacton) (PCL)), Lichtbestrahlung oder Feuchtigkeit (z. B. bei zweischichtigem Polyethylenglykol (PEG)). Der letzte \u201eArtikel des Monats\u201c<\/a> zum Thema 4D-Bioprinting stellte ein anschauliches Beispiel f\u00fcr ein Hydrogel auf Alginatbasis vor, das lichtempfindlich ist und sich je nach der nach dem Druck induzierten Lichteinwirkung zu komplexen Formen falten kann. Die Komplexit\u00e4t der entworfenen Formen kann durchaus beeindruckend sein: So verwendete beispielsweise das Team von Dr. Lewis mit Acrylamid vermischte Zellulosefibrillen, um das Design einer Orchideenbl\u00fcte mit biokompatibler Verbundtinte nachzubilden (Abbildung unten) [3]. Diese extrudierten Volumengele k\u00f6nnen somit nach dem Druck ihre Form ver\u00e4ndern. Der nach dem Druck gew\u00fcnschte Effekt kann jedoch unterschiedlich ausfallen. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Inwiefern kann das 4D-Bioprinten eine kontrollierte Wirkstoffabgabe erm\u00f6glichen?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Form kann w\u00e4hrend des Druckvorgangs mithilfe eines mehrstufigen Ansatzes gestaltet werden, z. B. durch Tintenstrahl-Bioprinting, und die Freisetzung der eingekapselten Wirkstoffe kann anschlie\u00dfend ausgel\u00f6st werden. So wurden beispielsweise Liposomen \u2013 doppelschichtige Lipidmikrokugeln, die synthetisch die Zellmembranen nachbilden \u2013 mit zwei unterschiedlichen Salzkonzentrationen gedruckt. Durch Ausnutzung dieses induzierten Osmolarit\u00e4tsgradienten gelang es den Autoren, 3D-Makrokugeln zu formen, die bei einer \u00c4nderung der Temperatur oder des pH-Werts die in jeder gedruckten Mikrokugel enthaltenen Bestandteile freisetzen konnten [4]. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Was sind Mikroschwimmer und wie funktionieren sie?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Eine weitere Forschungsgruppe der ETH Z\u00fcrich entwickelte Nano-Hydrogele aus nicht-zytotoxischer, photoh\u00e4rtbarer, methacrylierter Gelatine (GelMA). Diese speziell f\u00fcr die gezielte Wirkstoffabgabe entwickelten Nano-Hydrogele, auch \u201eMikroschwimmer\u201c genannt, wurden durch die Beschichtung ihrer Oberfl\u00e4che mit magnetischen Nanopartikeln magnetisch reagierend gemacht [5]. Diese Mikroschwimmer, die in Helixform gedruckt wurden, um ihre Schwimmleistung in K\u00f6rperfl\u00fcssigkeiten zu optimieren, sind stabile Wirkstofftr\u00e4ger, die mithilfe magnetischer Felder zu den Zielgeweben gelenkt werden k\u00f6nnen. Sobald sie ihre Position erreicht haben, k\u00f6nnen sie den mitgeladenen Wirkstoff freisetzen und werden anschlie\u00dfend rasch (5\u201315 Min.) durch Kollagenase (ein Enzym, das Kollagen und Gelatine abbaut) abgebaut, wobei nicht-zytotoxische Abbauprodukte entstehen. In diesem Fall dr\u00fcckt sich die vierte Dimension in dem enzymatischen Abbau des Gels \u00fcber einen kurzen Zeitraum aus. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Inwiefern beeinflussen biologische Ausl\u00f6ser 4D-Biomaterialien?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Tats\u00e4chlich k\u00f6nnen biologische Signale wie die Glukosekonzentration oder bestimmte Enzyme einen Einfluss auf gedruckte Hydrogele haben. Eine gemeinsame Studie der University of North Carolina (USA) und der Soochow University (China) berichtete 2018 \u00fcber ein auf Poly(vinylalkohol) (PVA) basierendes Biomaterial, das empfindlich auf reaktive Sauerstoffspezies (ROS) reagiert, die in der Tumormikroumgebung biologisch gebildet werden. Dank dieses gezielten biologischen Abbaus konnte das PVA-basierte Hydrogel die Antitumor-Reaktion in vivo verst\u00e4rken und ein Wiederauftreten des Tumors verhindern, indem es das Antitumormittel lokal abgab, bevor es nach drei Wochen abgebaut wurde [6]. Nach demselben Prinzip k\u00f6nnten pH-empfindliche Biomaterialien wie Kollagen, Gelatine und Keratin in der N\u00e4he von Entz\u00fcndungsherden, an denen die pH-Werte sinken, von Nutzen sein. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie steuern Zellen die 4D-Reifung von Hydrogelen?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Funktionalit\u00e4t regenerativer Hydrogele l\u00e4sst sich zudem schrittweise mit der Reifung des Ger\u00fcsts selbst weiterentwickeln, wobei die darauf angesiedelten Zellen als Reaktion auf ihre Umgebung wie eine Mikrofabrik wirken und ihre eigenen Matrizen sowie ph\u00e4notypischen Profile erzeugen, die an das betreffende degenerierte Gewebe angepasst sind (siehe Abbildung oben). Die Art dieser Mikroproduktion l\u00e4sst sich durch Wachstumsfaktoren, Differenzierungsfaktoren (im Falle von ausges\u00e4ten Stammzellen) oder beispielsweise durch die mechanischen Eigenschaften des Implantats steuern [7]. Die Ber\u00fccksichtigung dieser zellul\u00e4ren Aktivit\u00e4t bei der Entwicklung eines Biomaterials f\u00fcr den klinischen Einsatz steht nicht im Widerspruch zur Stimulation des Biomaterials nach dem Druckvorgang selbst. In Anlehnung an eine Origami-Technik gelang es Kuribayashi-Shigetomi et al., die Zellzugkraft von Fibroblasten (spindelf\u00f6rmige normale Zellen) zu nutzen, um komplexe 3D-Mikrostrukturen wie einen W\u00fcrfel, eine Kugel oder ein Hohlrohr zu erzeugen. In diesem Fall wurden Zellen auf teilweise mit Fibronektin beschichtete Glasmikroplatten ausges\u00e4t. Die vierte Dimension wurde durch die F\u00e4higkeit dieser Zellen eingef\u00fchrt, im Laufe der Zeit an ihrer Umgebung zu ziehen, was zur Gestaltung von 3D-Ger\u00fcsten genutzt wurde [8]. <\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Anwendungen in der Praxis: Stents und intelligente Wundverb\u00e4nde<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In den letzten Jahren wurden mittels 4D-Bioprinting hergestellte Biomaterialien zur Entwicklung von Stents untersucht \u2013 hohle Strukturen, die beispielsweise in eine Arterie oder Vene eingesetzt werden, um deren Struktur zu st\u00e4rken. Der Arzt kann den zusammengerollten Stent problemlos in das menschliche Gewebe einf\u00fchren und ihn anschlie\u00dfend durch einen spezifischen Reiz so ausdehnen, dass er das menschliche Gef\u00e4\u00df effizient st\u00fctzt. Erfolgreiche Konstruktionen wurden mit einem auf methacrylatisiertem PEG basierenden Biomaterial, Alginat oder Hyalurons\u00e4ure hergestellt [9][10]. Um diesen kurzen \u00dcberblick mit einer letzten Anwendung abzuschlie\u00dfen: Das Team von Dr. Akbari in Kanada entwickelte zudem einen intelligenten Wundverband: Der Verband erkennt bakterielle Infektionen durch \u00dcberwachung des pH-Werts (mit einer \u00e4u\u00dferen Anzeige spezifischer Farben, d.\u202fh. visuellen Markern, die vom gemessenen pH-Wert abh\u00e4ngen). Sobald die Infektion erkannt wird, setzt das gedruckte Hydrogel am Wundort Antibiotika frei, um der Infektion entgegenzuwirken [11]. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Wie geht es mit dem 4D-Bioprinting in den Biowissenschaften weiter?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Mit seinen vielf\u00e4ltigen Anwendungsm\u00f6glichkeiten ist das 4D-Bioprinting eine \u00e4u\u00dferst vielversprechende Technologie f\u00fcr den biomedizinischen Bereich. Es bestehen jedoch nach wie vor Herausforderungen, wie beispielsweise die Kontrolle \u00fcber die Zellausrichtung, um natives Gewebe noch genauer nachbilden zu k\u00f6nnen. Ein Beispiel f\u00fcr eine mikroanisotrope Zellausrichtung wurde in der Studie beschrieben, die in unserer <\/span>Artikel des Monats<\/a> ver\u00f6ffentlicht im M\u00e4rz. Eine weitere gro\u00dfe Herausforderung besteht darin, Bio-Tinten zu entwickeln, deren Eigenschaften \u2013 hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, Zellpopulation und Ph\u00e4notyp sowie der Beschaffenheit und Komplexit\u00e4t der extrazellul\u00e4ren Matrix \u2013 auf das betreffende degenerierte Gewebe abgestimmt sind. Insgesamt l\u00e4sst sich sagen, dass unter Verwendung der verschiedenen 3D-Bioprinting-Verfahren, die in unserem letzten <\/span>Rheolution-Artikel<\/a> Im April schreitet das 4D-Bioprinting optimistisch von \u201eProof-of-Concept\u201c-Studien hin zu klinischen Anwendungen voran.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h6>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tErfahren Sie, wie unsere Technologie die viskoelastischen Eigenschaften weicher Biomaterialien und Gewebe mithilfe von Mikrovolumina der Proben zerst\u00f6rungsfrei misst.\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tErfahren Sie mehr\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h2>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tErfahren Sie, wie unsere Technologie die viskoelastischen Eigenschaften weicher Biomaterialien und Gewebe mithilfe von Mikrovolumina der Proben zerst\u00f6rungsfrei misst.\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tErfahren Sie mehr\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Literaturverzeichnis<\/b><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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[1] Gao, B., Yang, Q., Zhao, X., Jin, G., Ma, Y., Xu, F., (2016). 4D Bioprinting for Biomedical Applications<\/a>. Trends Biotechnology, Special Issue: Biofabrication, 34, 746\u2013756. <\/p>

[2] Yang, Q., Gao, B., Xu, F., (2020). Recent Advances in 4D Bioprinting<\/a>. Biotechnology Journal, 15, 1900086.<\/p>

[3] Sydney Gladman, A., Matsumoto, E.A., Nuzzo, R.G., Mahadevan, L., Lewis, J.A., (2016). Biomimetic 4D printing<\/a>. Nature Materials, 15, 413\u2013418. <\/p>

[4] Villar, G., Graham, A.D., Bayley, H., (2013). A Tissue-Like Printed Material<\/a>. Science, 340, 48\u201352. <\/p>

[5] Wang, X., Qin, X.-H., Hu, C., Terzopoulou, A., Chen, X.-Z., Huang, T.-Y., Maniura-Weber, K., Pan\u00e9, S., Nelson, B.J., (2018). 3D Printed Enzymatically Biodegradable Soft Helical Microswimmers<\/a>. Advanced Functional Materials, 28, 1804107.<\/p>

[6] Wang, C., Wang, J., Zhang, X., Yu, S., Wen, D., Hu, Q., Ye, Y., Bomba, H., Hu, X., Liu, Z., Dotti, G., Gu, Z., (2018). In situ formed reactive oxygen species-responsive scaffold with gemcitabine and checkpoint inhibitor for combination therapy<\/a>. Science Translational Medicine, 10(429), eaan3682. <\/p>

[7] Engler, A.J., Sen, S., Sweeney, H.L., Discher, D.E., (2006). Matrix Elasticity Directs Stem Cell Lineage Specification<\/a>. Cell, 126, 677\u2013689. <\/p>

[8] Kuribayashi-Shigetomi, K., Onoe, H., Takeuchi, S., (2012). Cell Origami: Self-Folding of Three-Dimensional Cell-Laden Microstructures Driven by Cell Traction Force<\/a>. PLOS ONE, 7, e51085. <\/p>

[9] Ge, Q., Sakhaei, A.H., Lee, H., Dunn, C.K., Fang, N.X., Dunn, M.L., (2016). Multimaterial 4D Printing with Tailorable Shape Memory Polymers<\/a>. Scientific Reports, 6, 31110. <\/p>

[10] Kirillova, A., Maxson, R., Stoychev, G., Gomillion, C.T., Ionov, L., (2017). 4D Biofabrication Using Shape-Morphing Hydrogels<\/a>. Advanced Materials, 29(46). <\/p>

[11] Mirani, B., Pagan, E., Currie, B., Siddiqui, M.A., Hosseinzadeh, R., Mostafalu, P., Zhang, Y.S., Ghahary, A., Akbari, M., (2017). An Advanced Multifunctional Hydrogel-Based Dressing for Wound Monitoring and Drug Delivery<\/a>. Advanced Healthcare Materials, 6(19). <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tKontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\u00c4hnliche Beitr\u00e4ge<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tWas ist FRESH-Bioprinting und wie funktioniert es?<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\n\t\t\t\tWas ist FRESH-Bioprinting und wie funktioniert es?\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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Haben Sie schon einmal von Heilungstanks aus Science-Fiction-Filmen getr\u00e4umt? Das ihnen zugrunde liegende Prinzip des neutralen Auftriebs hat eine einzigartige L\u00f6sung f\u00fcr den 3D-Druck mit weichen, fl\u00fcssigkeits\u00e4hnlichen Tinten hervorgebracht. Die Bioprinting-Technik \u201eFreeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels\u201c (FRESH) wurde entwickelt, um den Druck dieser anspruchsvollen Materialien zu erm\u00f6glichen, die sich ideal f\u00fcr Anwendungen im Bereich des Tissue Engineering eignen. Das Geheimnis liegt in einem ausgekl\u00fcgelten St\u00fctzbad, das die weichen Strukturen h\u00e4lt und gleichzeitig die Bewegung der Extrudernadel erm\u00f6glicht. Mit seiner Vielseitigkeit, der hohen Zellviabilit\u00e4t und dem Potenzial f\u00fcr den Druck gro\u00dfer Konstrukte er\u00f6ffnet FRESH eine Welt voller M\u00f6glichkeiten und bringt uns einen Schritt n\u00e4her an den 3D-Bioprinting von patientenspezifischem Gewebe auf der Grundlage anatomischer Daten.<\/p>

Weiterlesen \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tVerfahren zum 3D-Druck von Ger\u00fcsten auf Alginatbasis<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\n\t\t\t\tVerfahren zum 3D-Druck von Ger\u00fcsten auf Alginatbasis\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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Im Januar 2022 untersuchten wir Alginat-Hydrogele im Bereich des Tissue Engineering und der Wirkstoffabgabe. Alginat, das h\u00e4ufig als Bio-Tinte im 3D-Bioprinting verwendet wird, bildet Hydrogele mit einstellbaren Eigenschaften. Wir untersuchten die Auswirkungen unterschiedlicher CaCl\u2082-Konzentrationen auf die Vernetzung von Alginat, die f\u00fcr den 3D-Druck von entscheidender Bedeutung ist. Aufgrund der geringen Viskosit\u00e4t von Alginat umfassen die Druckverfahren die Vorvernetzung mit CaCl\u2082, die Verwendung einer koaxialen Nadel zur sofortigen Vernetzung oder die Mischung von Alginat mit anderen Biomaterialien zur Verbesserung der Druckbarkeit.<\/p>

Weiterlesen \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\n\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Beim 4D-Bioprinting wird \u201eZeit\u201c als vierte Dimension eingef\u00fchrt, wodurch sich gedruckte Objekte im Laufe der Zeit ver\u00e4ndern k\u00f6nnen. Physikalische Reize wie Licht, Temperatur oder Magnetismus k\u00f6nnen solche Ver\u00e4nderungen ausl\u00f6sen. Der Bioprinting-Prozess kann zudem durch Temperatur- oder pH-Wert-\u00c4nderungen eine gezielte Wirkstofffreisetzung erm\u00f6glichen. Nano-Hydrogele k\u00f6nnen als Wirkstofftr\u00e4ger dienen, die durch Magnetfelder gesteuert werden und sich durch Enzyme schnell abbauen lassen. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen Hydrogele auf biologische Signale reagieren und so die Tumorbehandlung unterst\u00fctzen, indem sie Wirkstoffe freisetzen und sich anschlie\u00dfend im Laufe der Zeit biologisch abbauen. 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