Projekte, Kooperationen, Veröffentli­chungen und mehr:

Aktive Forschungsprojekte

BioregA-Print
PhD-Projekt · 2020 - 2026 · Fördermittelgeber: Deutsche Raumfahrtagentur im DLR
Ziel: Bioprinting photosynthetisch aktiver Mikroalgen in bioregenerativen Systemen für die Raumfahrt. Das Projekt kombiniert das Potenzial von Mikroalgen zur Erzeugung lebenserhaltender Stoffe – insbesondere Sauerstoff – mit den Möglichkeiten des extrusionsbasierten 3D-Bioprintings. Im Fokus stehen die Entwicklung weltraumtauglicher Bioinks, auch unter Verwendung vor Ort verfügbarer Ressourcen wie Regolith-Simulanten, sowie Parabelflugexperimente zur Untersuchung des Druckprozesses und der Photosyntheseaktivität unter Mikrogravitation.

3DSkinSpace
PhD + PostDoc · 2023 - 2026 · Fördermittelgeber: Deutsche Raumfahrtagentur im DLR
Ziel: Entwicklung eines biogedruckten Hautmodells für das Bioprinting von Hautgewebe im Weltraum. Im Projekt werden Bioinks und Druckprotokolle für die Herstellung von Hautmodellen unterschiedlicher Komplexität entwickelt – von einfachen dermalen Schichten bis hin zu vaskularisierten Dermis-Epidermis-Konstrukten. Zentrale Fragestellungen sind die Lagerfähigkeit zellhaltiger Bioinks für den Transport zur ISS sowie die Entwicklung weltraumkompatibler Fixierungsprotokolle. Die Arbeiten dienen der direkten Vorbereitung von Bioprinting-Experimenten mit dem ESA 3D Biosystem.

Innospace Clinostat
PostDoc + TA · Start in 2026 · Fördermittelgeber: Innospace-Netzwerk der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR
Ziel: Entwicklung eines 2D-Clinostaten speziell für die Kultivierung biogedruckter Gewebemodelle unter simulierter Mikrogravitation. Gemeinsam mit der Yuri GmbH wird ein Fluidiksystem entwickelt, das den Austausch von Zellkulturmedium und die Fixierung der Proben während der Rotation ermöglicht – ohne die simulierte Schwerelosigkeit zu unterbrechen. Das System wird anhand verschiedener biogedruckter Zell- und Gewebemodelle systematisch getestet.

Kooperationen & Konsortien

Handheld Bioprinter – Bioprint FirstAid
Kooperation mit OHB, Raumfahrtagentur im DLR & ESA Astronaut Matthias Maurer
Entwicklung eines tragbaren Bioprinting-Systems für die notfallmedizinische Wundversorgung während bemannter Explorationsmissionen. Der Prototyp wurde erfolgreich auf der Internationalen Raumstation (ISS) getestet.

MEXEM Space Experiment
ESA Exobiology Facility · ISS
Beteiligung am Projektkonsortium des Weltraumexperiments MEXEM (Mars EXposed Extremophiles Mixture). Unsere Arbeitsgruppe stellt regolithbasierte Bioinks zur Herstellung definierter und reproduzierbarer Probengeometrien bereit.

Beratungsgremien & Advisory Boards

ESA Topical Team „3D Bioprinting in Space"
Leitung: Prof. Michael Gelinsky
Internationales Expertengremium der ESA mit dem Titel „3D Bioprinting of living tissue for utilization in space exploration and extraterrestrial human settlements". Das Team vereint rund 20 führende Forschungsgruppen aus ganz Europa – u. a. von der ETH Zürich, TU Wien, Politecnico di Milano, University of Manchester und der Universität Pisa – und erarbeitet wissenschaftliche Strategien und technologische Roadmaps für den Einsatz von 3D-Bioprinting in der bemannten Raumfahrt. Die Ergebnisse des Topical Teams sind u. a. in einem Review in Advanced Healthcare Materials (2023) veröffentlicht.

ESA FST – Facility Science Team (3D Biosystem)
Wissenschaftliches Beratungsgremium für das ESA 3D Biosystem. Das FST berät die ESA bei der Definition des wissenschaftlichen Programms der Anlage, das von Grundlagenforschung zu Mikrogravitationseffekten auf Zellen und Gewebe bis hin zur Vorbereitung medizinischer Anwendungen für Langzeitmissionen reicht.

ESA FDT – Facility Definition Team
Im Rahmen des ESA-Programms SciSpacE (Science in Space Environment) eingerichtetes Gremium zur Definition wissenschaftlicher Anforderungen und Forschungsinfrastrukturen für zukünftige Explorationsszenarien – insbesondere am Lunar Gateway und auf der Mondoberfläche. Die FDTs setzen sich aus externen Wissenschaftlern und ESA-Fachleuten verschiedener Disziplinen zusammen und erarbeiten Machbarkeitsstudien und Empfehlungen für die Post-ISS-Ära.

YURI Beratungsgremium (3D BioForge Biodrucker)
Wir sind Teil des wissenschaftlichen Expertengremiums für die Entwicklung des ScienceTaxi BioForge – einer vollständig autonomen Bioprinting-Plattform der Firma Yuri für den Einsatz im Weltraum. Die Hardwareentwicklung erfolgt in Zusammenarbeit mit der Biodruckerfirma GeSiM und wird über die Luxembourg Space Agency im Rahmen des ESA-Programms LuxIMPULSE gefördert. Ziel ist der erste europäische kommerzielle 3D-Biodrucker für den niedrigen Erdorbit.

Abgeschlossene Projekte:

3D Printing of Living Tissue for Space Exploration
Funding: ESA Discovery & Preparation · Leitung: OHB System AG
ESA-gefördertes Projekt zur Evaluierung und Weiterentwicklung von 3D-Bioprinting-Technologien für zukünftige Explorationsmissionen. Durchführung eines Workshops am ESA-Technologiezentrum ESTEC in Noordwijk (Niederlande).

ESA Groundbased Facility für 3D Bioprinting

Seit 2022 betreibt unsere Gruppe an der TU Dresden eine ESA Ground Based Facility für 3D Bioprinting. Diese bodengebundene Forschungsinfrastruktur ermöglicht externen Forschungsgruppen, mit Förderung der ESA eigene Bioprinting Experimente systematisch vorzubereiten, zu optimieren und zu validieren, bevor sie unter Weltraumbedingungen durchgeführt werden. Damit schafft sie eine zentrale Schnittstelle zwischen Laborentwicklung und Raumfahrtexperiment.

Meilensteine

2024 – Parabelflug-Kampagne 3DSkinSpace (Brinter, ETH Zürich)
2024 – Öffentliche Abendveranstaltung „3D Bioprinting in Space: Science Fiction oder Realität?" – Cosmo Wissenschaftsforum, Kulturpalast Dresden
2023 – Parabelflug-Kampagne BioregA-Print (Gesim)
2022 – ESA/DLR Workshop „3D Bioprinting in Space" in Dresden
2022 – Abendveranstaltung im Deutschen Hygienemuseum mit Thomas Reiter (Ex-Astronaut, ISS-Kommandant, BMFTR Abteilungsleiter Raumfahrt)
2022 – Etablierung der ESA Groundbased Facility in Dresden

Ausgewählte Publikationen

2026

Windisch, J., Richter, R.F., Beblo-Vranesevic, K., Grewe, K., et al. – Regolith-supported biofabrication: 3D bioprinting of living, photosynthetically active structures using Lunar and Martian regolith simulants. Biofabrication 18, 015005 Link

2025

Winkelbauer, M., Janiak, J., Windisch, J., Liu, H., et al. – Prolonged Cell Encapsulation and Gravity-independent Filamented Light Biofabrication of Muscle Constructs. Advanced Science 12, e12727 Link

Stenuit, H., Ferreira, M.J.S., Domingos, M., Moroni, L., et al. – Rethinking biomaterials for space tissue engineering. Cell Biomaterials 1, 100253 Link

2024

Warth, N., Berg, M., Schumacher, L., Boehme, M., et al. – Bioprint FirstAid: A handheld bioprinter for first aid utilization on space exploration missions. Acta Astronautica 215, 194–204 Link

Willis, C.R.G., Calvaruso, M., Angeloni, D., Baatout, S., et al. – How to obtain an integrated picture of the molecular networks involved in adaptation to microgravity in different biological systems? npj Microgravity 10, 50 Link

Davis, T., Tabury, K., Zhu, S., Angeloni, D., et al. – How are cell and tissue structure and function influenced by gravity and what are the gravity perception mechanisms? npj Microgravity 10, 16 Link

2023

Windisch, J., Reinhardt, O., Duin, S., Schütz, K., et al. – Bioinks for Space Missions: the Influence of Long-term Storage of Alginate-Methylcellulose Based Bioinks on Printability as well as Cell Viability and Function. Advanced Healthcare Materials, 2300436 Link

Van Ombergen, A., Chalupa-Gantner, F., Chansoria, P., Colosimo, B.M., et al. – 3D Bioprinting in Microgravity: Opportunities, Challenges, and Possible Applications in Space. Advanced Healthcare Materials, 2300443 Link

Cialdai, F., Brown, A.M., Baumann, C.W., Angeloni, D., et al. – How do gravity alterations affect animal and human systems at a cellular/tissue level? npj Microgravity 9, 84 Link

2021

Cubo-Mateo, N., Gelinsky, M. – Wound and Skin Healing in Space: The 3D Bioprinting Perspective. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 9 Link

2020

Gelinsky, M. – Latest advances of bioprinting in space: an interview with Michael Gelinsky. Journal of 3D Printing in Medicine 4, 1–4 Link

Cubo-Mateo, N., Podhajsky, S., Knickmann, D., Slenzka, K., et al. – Can 3D bioprinting be a key for exploratory missions and human settlements on the Moon and Mars. Biofabrication 12, 043001 Link

Konferenzen & Workshops

Organisierte Veranstaltungen

2024 – „3D Bioprinting in Space: Science Fiction oder Realität?" – Cosmo Wissenschaftsforum, Kulturpalast Dresden
2022 – ESA/DLR Workshop „3D Bioprinting in Space" – Dresden
2022 – Abendveranstaltung mit Thomas Reiter – Deutsches Hygienemuseum Dresden

Internationale Konferenzbeiträge Michael Gelinsky:

Internationale Konferenzbeiträge Johannes Windisch:

2024 – Biofabrication Conference, Fukuoka (Plenary)
2023 – Health from Space Conference
2022 – Health from Space Conference
2022 – TERMIS, Manchester, UK
2021 – Biofabrication Conference, Pisa

Partner

ESA · DLR · OHB · YURI · Gesim · Brinter

Kontakt

Prof. Dr. Michael Gelinsky
Leiter des Zentrums für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung
michael.gelinsky@tu-dresden.de

Dipl.-Ing. Johannes Windisch
PhD / Wissenschaftlicher Mitarbeiter
johannes.windisch@tu-dresden.de

TU Dresden
Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung
Fetscherstraße 74
01307 Dresden