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Organspende aus dem Bio-Drucker
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Die 3-D-Drucktechnologie schreitet mit Siebenmeilenstiefeln voran. Glaubt man der Forscherwelt, lassen sich in baldiger Zukunft auch menschliche Organe wie Leber, Herz oder Niere dreidimensional herstellen. Was heute noch wie Science-Fiction anmutet, beschäftigt bereits mehrere internationale Forscherteams.
Ihr Ziel: der schichtweise Aufbau von Gewebe im 3-D-Drucker mithilfe körpereigner Zellen, genauso, wie das heute bei der Herstellung von Objekten bereits möglich ist.
Wie weit ist die Entwicklung voran gekommen? Besuch beim kalifornischen Unternehmen Organovo in San Diego. Das 2007 gegründete Forschungslabor unter der Leitung von Keith Murphy befindet sich in einem Außenbezirk der sonnenverwöhnten Küstenstadt. Hier arbeitet man mit dem ersten Bio-Drucker der Welt, der dazu in der Lage ist, menschliches Gewebe dreidimensional herzustellen. Ziel ist, eines Tages ganze Organe für Transplantationen zu produzieren. Anfangs wurden die biologischen Strukturen noch manuell aufgebaut, bis die Ingenieure schließlich auf die Idee kamen, auf dreidimensionale Produktionstechniken zurückzugreifen.
“Die Maschine druckt das Material mit zwei Druckköpfen, der eine druckt Zellen, der andere Gel, mit einer Präzision von 20 Mikrometern. Auf diese Weise drucken wir Zellen, die sich dreidimensional zu einem Stück Gewebe verknüpfen”, erklärt Murphy.
Die dafür nötige Bio-Tinte besteht aus Stammzellen aus dem Knochenmark oder Fettgewebe. In Flakons werden massenweise Zellkulturen angelegt, denn um einen Millimeter Gewebe herzustellen braucht man mehrere Millionen Zellen.
Schichtweise wird das Gewebe zusammengesetzt, aus Körperzellen und Gel. Der Computer bestimmt zunächst die Form. Später übernimmt die Natur, die Zellen organisieren sich von selbst, um lebendiges Gewebe zu erzeugen. In diesem Labor ist man bereits dazu in der Lage, kleine Gewebefragmente zu drucken, bis zur Herstellung eines funktionsfähigen Organs, ist es jedoch ein weiter Weg.
“Wenn man keine Blutgefäße innerhalb des Systems erzeugen kann, ist der Spielraum eingeschränkt. Die Grenze liegt derzeit bei einem Millimeter Durchmesser. Mit der Zeit wird es uns gelingen, Blutgefäße in unsere Strukturen zu integrieren. Dann sind wir auch zu größeren Gewebestücken in der Lage.”
Der Vorteil der körpereigenen Organherstellung liegt auf der Hand. Bei Transplantationen kommt es nicht zur Abstoßung, weil die Zellen aus dem Körper des Patienten stammen.
Wie lange es noch dauern wird, lässt sich schwer voraussagen. “Da muss noch viel Forschungsarbeit geleistet werden, ebenso viele Experimente und klinische Studien. Und das braucht viel Zeit”, betont der stellvertretende Firmenleiter Michael Renard.

Derzeit interessiert sich vor allem die Pharmaindustrie für Fabrikate aus dem dreidimensionalen Bio-Drucker. Schon heute wird das künstlich erzeugte Gewebe eingesetzt, um Erkenntnisse über die Wirkungen und Nebenwirkungen von neuen Medikamenten zu gewinnen, ohne Langzeitstudien an Mensch oder Tier vornehmen zu müssen. Derweil wird weiter geforscht, am handgemachten Herzen aus dem 3-D-Drucker.

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