Forschung/Wissenschaft

Über Herzen im Weltall und Tests im Windkanal

Ein EU-Projekt in Zusammenarbeit mit der Med Uni Graz startet einen Weltraum 3D-Druck gegen das Altern und die FH Jonneum druckt lebensgroßes Modell eines Waldrapp für Tests im Windkanal.

STEIERMARK/GRAZ. Im EU Projekt mit der Med Uni Graz geht es um Bioprinting, welches einen wichtigen Forschungsbereich der Medizin darstellt. So wie bei einem 3D Drucker werden hier Modelle von Organen aus Zellmaterial erschaffen. Das Projekt in Zusammenarbeit der Med Uni in Graz möchte diesen Bioprinting-Prozess von der Erde in den Weltraum transportieren. Die Arbeitsgruppe rund um Nandu Goswami vom Lehrstuhl für Physiologie und Pathophysiologie von der Med Uni Graz ist an diesem Projekt beteiligt. 

„In einer Proof-of-Concept-Studie werden wir diese neu entwickelte Bioprinting-Technologie einsetzen, um 3D-In-vitro-Modelle des Herzes zu erstellen, die im Vergleich zu Organoiden die Herzphysiologie besser nachahmen können. Wir werden solche Modelle verwenden, um die Herzalterung zu untersuchen und die Wirksamkeit von entzündungshemmenden und antioxidativen Medikamenten mit Anti-Aging-Potenzial zu testen.“
Nandu Goswami, Projektleiter an der Med Uni Graz.

Warum im Weltall

Durch Mikrogravitationsbedingungen im Weltraum ist es möglich Organmodelle mit komplexerem Aufbau wie auf der Erde zu erschaffen. Letztendlich können somit realistischere Organmodelle entstehen. Eine Schlüsselanwendung ist die Erzeugung von In-vitro-3D-Modellen des menschlichen Herzens zur Erfoschung der Auswirkungen von Weltraum und Strahlung auf das Herz-Kreislauf-System.

Die Rolle der Forscherinnen und Forscher der Med Uni Graz bei dem Projekt ist es, die anderen Projektpartnerinnen und -partner mit Evaluierungen zu unterstützen und die Wirksamkeit von strahlenschützender Medikation zur testen, was auch bei der Entwicklung präventiver und therapeutischer Lösungen für Astronautinnen und Astronauten sowie Krebspatientinnen und -patienten nützlich sein kann.

Ein Waldrapp aus dem 3D-Drucker

Das Institut Fahrzeugtechnik/Automotive Engineering entwickelt mit Unterstützung von Partnern das lebensgroße Modell eines fliegenden Waldrapps. Der Dummy wird für Tests im Windkanal eingesetzt um den Luftwiderstand beim Flug mit einem GPS Sender zu messen. So sollen Rückschlüsse über den zusätzlichen Energieaufwand der Tiere herausgefunden werden.

Unter der Leitung des Biologen Johannes Fritz arbeitet das Institut an der FH Joanneum eng mit dem Unternehmen Waldrappteam Conservation and Research zusammen. 

„Die Forschung im Windkanal in Zusammenarbeit mit der FH JOANNEUM und anderen Partnern hilft uns, das Verhalten und die Energetik der Waldrappe besser zu verstehen und so die Methoden für die Wiederansiedlung zu optimieren.“
Johannes Fritz, Leiter des Waldrappteams.

Die Auswilderung der Jungvögel ist ein wichtiger Bestandteil der Koloniengründung. Dafür folgen die Zugvögel einem motorbetriebenen Ultraleicht-Fluggerät, das sie im Spätsommer in ihr Überwinterungsgebiet in der Toskana leitet. Diese menschengeführte Migration wird vom Waldrappteam durchgeführt - mit Know-how der FH Joanneum.

„Ein GPS-Sender, so wie ihn die Tiere beim Flug über die Alpen bis in die Toskana tragen, erhöht natürlich den Flugwiderstand beträchtlich und bedeutet eine größere Anstrengung für den Waldrapp. Wie hoch das Mehr an Energiebedarf ist, wurde bisher in aufwendigen Versuchen an speziell trainierten Tieren im Windkanal getestet. Um diese Versuche in Zukunft nicht mehr am lebenden Vogel durchführen zu müssen, wurde die FH JOANNEUM im November 2022 mit der Erstellung eines lebensechten Waldrapp-Dummys sowie der Entwicklung verschiedener Gehäusemodelle für den GPS-Sender beauftragt“.
Herwig Grogger, Professor für Strömungslehre und Thermodynamik am Institut Fahrzeugtechnik/Automotive Engineering.

Zunächst wurde die Oberfläche eines präparierten Waldrapps von Joanneum Research vermessen. Dieser digitale Zwilling wurde dann im 3D-Drucker produziert. Der Druck dauerte fünf Tage ohne Unterbrechung und wurde aus sieben Teilen zusammengesetzt. Für die Tests im Windkanal baut und entwickelt das Institut Fahrzeugtechnik/Automotive Engineering verschiedene Gehäuse für den GPS Sender. Damit soll herausgefunden werden welches das vogelfreundlichste Modell sein wird. Die ersten Testungen starten im Herbst 2023.

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