Promotion in Medical Engineering im Duarte Campos Lab
Immer mehr erkennen wir, dass unser Erbgut ein Bauplan ist; der Körper eine Maschine. Philosophen und Autoren fragen sich seit ältester Geschichte, wie austauschbar unsere Gewebe sind, und Organspenden ermöglichen Patienten längst neue Perspektiven. In meiner Doktorarbeit erforsche ich die Grenzen des 3D-Drucks von Geweben am Beispiel der Cornea (Hornhaut des Auges).
Mein Projekt versucht dabei, die Partikel-Anordnung durch Schall (Acoustophorese) mit dem Bioprinting zu verbinden, um Gewebe direkt im Operationssaal am Patienten drucken zu können. Dies hätte den entscheidenden Vorteil, aufwändige und teure Zellkultur zu verkürzen und die gegebenen Umweltbedingungen des menschlichen Körpers nicht künstlich erzeugen zu müssen.
Bioprinting
Dabei verbinde ich meine Leidenschaft für additive Fertigung mit meinem Studium in molekularer Biotechnologie. Gelatine kann durch Methacrylierung und Photoinitiatoren lichtreaktiv gemacht werden, wodurch eine quervernetzbare Biotinte entsteht. Im Labor arbeiten wir mit Drop-on-Demand-Systemen und Roboterarmen zur Applikation der Tinte.
Acoustophorese
Treffen zwei Wellen mit gleicher Länge aufeinander, bildet sich eine stehende Welle. Bei Ultraschall zeigt sich hierfür das Phänomen, dass Partikel mit akustischem Kontrast zum Medium zu den Knotenpunkten der Schallwelle bewegt werden. So können Zellen und Biopartikel binnen Sekunden in einer Biotinte ausgerichtet werden. Wir nutzen diese Technik, um Gewebe zu strukturieren, ihnen richtungsabhängige mechanische Eigenschaften zu verleihen und letztlich die Transparenz der Cornea dadurch zu verbessern.
Studium
2014 begann ich in Heidelberg meinen Bachelor in molekularer Biotechnologie und schloss 2024 meinen Master ab. Während dieser Zeit lernte ich die Arbeitsgruppen von Dr. Jürgen Pahle, Prof. Dr. Stefan Wölfl und Prof. Dr. Daniela Duarte Campos kennen und sammelte umfangreiche Erfahrung in folgenden Methoden:
- 2D- und 3D-Zellkultur
- Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie
- Nanoindentation
- Klonierung, PCR, qPCR und CRISPR
- Proteinaufreinigung und Charakterisierung
- 3D-Design, MSLA-Druck und FDM-Druck
- Acoustophorese
- Bioprinting
- Umgang mit Large Language Models
- Programmierung in Python und C
- Statistische Datenanalyse
Vertretung der Promovierenden
Als gewählter PhD Representative des Exzellenzclusters 3D Matter Made to Order (3DMM2O) bin ich beratender Beisitzer des Cluster Committees, wo ich die Belange der Studierenden vertrete. Dabei bringe ich vor allem meine Erfahrung aus dem Ältestenkreis der Petrusgemeinde ein und habe Einblick in die akademische Verwaltung. Gerne setze ich mich für Belange der Promovierenden ein. Kontakt
Publikationen
- Jian Y, Dehli F, Wisbar M, Taoum A, Duarte Campos D. In situ bioprinting: bioprinting methods, bioinks, cell sources & advanced bioprinting strategies. Biofabrication 18(1), 012007 (2026). doi:10.1088/1758-5090/ae3cc3
- Taoum A, Oster JS, Thaden O, Frank A, Wang M, Wisbar M, Fuest M, Dehli F, Duarte Campos DF. Toward clinically relevant automated corneal biomanufacturing with human-derived FBS alternatives. Scientific Reports 16, 18874 (2026). doi:10.1038/s41598-026-58401-5
- Wisbar M et al. Integrating Acoustophoresis into in situ robotic bioprinting. 2026 – Publication pending.