3D-Druck könnte künstliche Organe erschaffen

Niere aus dem 3D-Drucker (Bild: Shutterstock)

Ein Forscherteam der Harvard University hat sich zum Ziel gesetzt, kaputte Organe durch 3D-gedruckte Replikate zu ersetzen. Erste Erfolge bei menschlichem Gewebe bringen sie laut Technology Review nun etwas näher an die Herstellung voll funktionsfähiger Nieren.

Es war eine der größten Herausforderungen bei der Produktion künstlicher Organe für Menschen: 3D-gedrucktes menschliches Gewebe. Den US-amerikanischen Wissenschaftlern um Jennifer Lewis, Professorin im Fach „Biologically Inspired Engineering“ an der Harvard University, gelang es vor wenigen Monaten solches Gewebe, das rudimentäre Blutgefäße enthielt, zu drucken. Langfristig soll dieser Meilenstein einem deutlich komplexeren Projekt, der Herstellung voll funktionsfähiger Nieren, dienen.

Lewis verglich das ultimative Ziel, vollständige Organe zu produzieren, die dann im menschlichen Körper als Ersatzteile arbeiten könnten, mit der Mondlandung. Ein schweres Unterfangen also, aber mit Aussicht auf Erfolg. So konnte Lewis´ Gruppe bereits sogenannte Nephronen herstellen, einfache Versionen von Nierenstrukturen. Noch reicht das nicht, um Menschen, die auf eine Transplantation warten, mit einer neuen Niere zu versorgen. Allerdings sollen Pharmafirmen mithilfe der Nephronen das Potenzial von Medikamenten schon bald und schnell überprüfen können. Und natürlich helfen die Nierenstrukturen auch den Forschern, die molekularen Prozesse in der Niere besser zu verstehen.

Vier von fünf benötigten Transplantationsorganen sind laut Technology Review Nieren und viele Menschen sterben, weil sie kein Ersatzorgan erhalten. Es sind Gründe wie diese, weshalb sich das Forscherteam derzeit vor allem auf Nieren konzentriert.

Fortschritte der Technologie

Das Team um Lewis erfand zur Herstellung von Blutgefäßen eigens eine neue 3D-Druckvariante mit speziellen Tinten und präzisen Düsen. Verschiedene Zelltypen können sich damit ebenso erstellen lassen wie Verbindungsgewebe. Eine der Tinten ermöglicht außerdem das Bilden von Tunnel innerhalb des Gewebes, die die Forscher dann mit Blutgefäßzellen besetzen. Mit dem gleichen Ansatz sollen sich Lewis zufolge auch die Röhrchen bilden lassen, die in einer künstlichen Niere das Blut filtern.

Doch das Team ist auch abhängig von weiteren Fortschritten in der Technologie. Um komplexe Organe mit seinen Strukturen und Formen zu verwirklichen und verschiedene Zelltypen zu integrieren, um funktionale Nephronen zu erstellen, braucht man winzige Kapillaren und Blutgefäße, die in noch kleinere verzweigen. Gewebe, das dicker als einen halben Millimeter ist, stirbt ohne die von Blutgefäßen organisierte Versorgung mit Nährstoffen und den Abtransport der Stoffwechselprodukte schließlich wieder ab. Die heutigen 3D-Druckverfahren sind aber noch zu grob, um auch kleine Blutgefäße herzustellen.

Tags :Quellen:Bild: ShutterstockVia:Kevin Bullis @ Technology Review

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