Fördersumme für direkt auf das Auge gedruckte Hornhaut
Um den medizinischen Bereich rund um die additive Fertigung weiter unterstützen zu können, wurde nun vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine Fördersumme in Höhe von 2,2 Mio. Euro an Juniorprofessorin Dr. Daniela Duarte Campos von der Universität Heidelberg bestätigt. Das Forschungsvorhaben wurde im Zuge des „NanoMatFutur“-Wettbewerb des BMBF entdeckt und beschäftigt sich mit der Herstellung von menschlicher Hornhaut mittels 3D-Druck. Somit möchte man auf lange Frist gesehen risikobehaftete Transplantationen am Auge umgehend, denn die innovative Technologie würde einen 3D-Druck der Hornhaut direkt auf das Auge des Patienten ermöglichen. Diese wohl angenehmere und auch schonendere Methode der klinischen Behandlung könnte sich in Zukunft vielleicht schon in diesem Bereich etablieren. Gemeinsam mit ihrer Nachwuchsforschergruppe „Bioprinting für die Gewebe- und Organentwicklung“ am Zentrum für Molekulare Biologie an der Universität Heidelberg forscht Dr. Duarte Campos ebenfalls am Excellenzcluster „3D Matter Made to Order“. Dieser wird vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Ruperto Carola getragen.
Die Forscherin studierte Biomedical Engineering an der Universität Minho in Braga, Portugal, bevor sie 2016 mit einer ingenieurwissenschaftlichen Arbeit auf dem Gebiet der Biomaterialien und des Tissue Engineering an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen promovierte. Erst vergangenes Jahr kam Dr. Duarte Campos an die Universität Heidelberg. Der Grund für ihre spezifische Forschung zu menschlicher Hornhaut aus dem 3D-Drucker begründet sie mit folgender Problematik: „Treten infolge von Verletzungen, Infektionen oder erblichen Defekten Schädigungen der Hornhaut auf, die nicht mit herkömmlichen Methoden behandelt werden können, kommt bislang nur eine Transplantation in Frage. Hornhauttransplantationen werden zwar sehr oft durchgeführt, sind jedoch trotz erheblicher Fortschritte mit Komplikationen wie zum Beispiel Abstoßungsreaktionen verbunden“
Künstliche Augen werden bereits aus dem 3D-Drucker hergestellt, der direkte 3D-Druck der Hornhaut ist hingegen noch neu
Der Vorgang zur 3D-gedruckten Hornhaut
Um den 3D-Druck für die menschliche Hornhaut vorzubereiten, wird laut Dr. Daniela Duarte Campos die passenden Hydrogelen den Patienten-eigenen Zellen beigemischt und in den dazu passenden 3D-Drucker gegeben. Hydrogele sind wässrige Lösungen, in denen die Zellen zu den ihnen vorbestimmten Strukturen angeordnet werden. Sie erklärt: „Die Idee ist, diese Mischung in nur einem chirurgischen Eingriff direkt auf das Auge der Patienten aufzutragen und so eine neue Hornhaut zu erzeugen. Zunächst soll dieses Konzept mit menschlichen Zellen im Labor erprobt und später anhand von präklinischen Modellen weiter analysiert werden.“ Konkret bedeutet dies also, dass im Labor körpereigenes Gewebe gezüchtet werden soll, bevor es anschließend in den menschlichen Körper transplantiert wird, wo es dann geschädigte Strukturen ersetzen kann.
Mit dem 3D-Bioprinting möchte sich das gesamte Forschungsteam demnach auf irreversiblen Erkrankungen der menschlichen Hornhaut konzentrieren. Dank eines neuen und innovativen Hydrogels in Kombination mit dem 3D-Biodrucker möchte man also zukünftig selbst gezüchtetes Hornhautgewebe direkt auf das Auge der betroffenen Person drucken.
Bereits im Jahr 2015 gelang es erstmalig dem chinesischen Unternehmen Qingdao Unique Technology Co., Ltd die additiv hergestellte Augenhornhaut und Hautgewebe zu erstellen. Wang Hong, CEO bei Qingdao Unique Technology Co., Ltd war sich bereits damals bewusst, dass sich durch die Nutzung des 3D-Biodruckers die Art der Verwendung unterschiedlicher Organe zur Transplantation in der Medizin komplett verändern wird. Die erste Augenhornhaut, die von dem chinesischen Unternehmen mittels 3D-Druck hergestellt wurde, wurde aus biologischem Material angefertigt und war nur einige Mikrometer dick.
Das chinesische Unternehmen setzte auf die additive Fertigung bei der Herstellung menschlicher Augenhornhaut (Bild: nyprint)
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