Konstrukt im Kontext bioinspirierten und zellbasierten Gestaltens

Der Begriff Konstrukt bezeichnet in den Ingenieur- und Lebenswissenschaften eine absichtsvoll gestaltete, hierarchisch organisierte Einheit, deren Struktur und Funktion gezielt definiert sind. Im Kontext zellbasierter Konstruktionen umfasst er sowohl die räumliche Architektur (z.B. Scaffold-Geometrie, Porosität, Gradienten) als auch die funktionelle Auslegung (z.B. mechanische Steifigkeit, Diffusionsverhalten, Signalweiterleitung).

Zellbasierte Konstrukte entstehen durch die Kombination von lebenden Zellen mit geeigneten Matrizes oder Gerüsten (z.B. Hydrogelen, polymeren oder keramischen Scaffolds). Diese Konstrukte werden so designt, dass mechanische, chemische und biologische Randbedingungen präzise eingestellt werden können, etwa über Materialauswahl, Oberflächenfunktionalisierung und Mikrostrukturierung. Entscheidend ist die Kopplung zwischen zellulären Prozessen (Proliferation, Differenzierung, Matrixsynthese) und werkstofflichen Eigenschaften (Elastizitätsmodul, Degradationskinetik, Transportkoeffizienten).

In der Materialforschung dienen solche Konstrukte als Modellsysteme zur Untersuchung zell-matrix-Interaktionen, als Funktionsbausteine für Gewebeersatz oder als Testplattformen für Wirkstoffe. Die Gestaltung von Konstrukten erfordert daher multiphysikalische Modellierung, präzise Fertigungsverfahren (z.B. Bio-3D-Druck) und charakterisierungsmethoden, die sowohl strukturelle als auch biologische Parameter erfassen. Der Begriff „Konstrukt“ hebt dabei explizit die intentional entworfene, reproduzierbare und quantitativ beschreibbare Natur dieser komplexen Systeme hervor.

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