Durchbruch in der Medizin durch die Entwicklung von 3D-gedruckten, blutbasierten und individuellen Implantaten
Die regenerative Medizin hat einen wichtigen Schritt in Richtung individueller Therapien gemacht. Ermöglicht wurde dies durch den Durchbruch einer neuen Technologie, die menschliches Blut zur Herstellung personalisierter 3D-Implantate verwendet. Forscher der Universität Nottingham haben nun ein innovatives Material namens „biocooperative“ entwickelt, das das Blut der Patienten zur Herstellung von Implantaten verwendet, die beschädigte Knochen reparieren können. Dieser Durchbruch öffnet die Tür zu einer Zukunft, in der regenerative Implantate speziell für jeden Einzelnen unter Verwendung seiner eigenen biologischen Ressourcen entworfen werden können, was die Erfolgsaussichten bei der Behandlung von Verletzungen und Krankheiten erhöht.
Der natürliche Heilungsprozess des menschlichen Körpers ist sehr effizient, wenn es um kleine Frakturen oder Brüche geht. Zunächst wird das flüssige Blut in ein regeneratives Hämatom (RH) umgewandelt, d. h. in eine lebende Mikroumgebung, die wichtige Zellen, Makromoleküle und Faktoren enthält, die die Geweberegeneration koordinieren. Dieser Prozess ist zwar bei kleinen Verletzungen effizient, lässt sich aber im Labor aufgrund der komplizierten Interaktion der verschiedenen beteiligten biologischen Komponenten nur schwer nachbilden. Aus diesem Grund hat das Team der Universität Nottingham synthetische Peptide verwendet, Moleküle, die bei der natürlichen Gewebereparatur eine entscheidende Rolle spielen, um Materialien herzustellen, die die Eigenschaften des natürlichen HR nachahmen und verbessern.
Im Rahmen der Forschung wurde das Blut der Patienten verwendet, um den Boden für die 3D-Implantate vorzubereiten.
Neben dem Einsatz der additiven Fertigung besteht der innovativste Aspekt dieses Ansatzes in der Möglichkeit, diese Materialien mit dem eigenen Blut des Patienten zusammenzusetzen. Auf diese Weise können die regenerativen Eigenschaften, die der Biologie des Menschen innewohnen, genutzt werden. Durch einen Prozess der Selbstzusammensetzung werden Peptide mit Blut kombiniert, um ein funktionelles Material zu erzeugen, das nicht nur den menschlichen Körper simuliert, sondern auch seine strukturellen und funktionellen Eigenschaften verbessert.
3D-Druck von maßgeschneiderten Implantaten
Die Technologie zeichnet sich durch ihr Potential aus, leicht manipuliert zu werden. Der 3D-Druck dieser Materialien ermöglicht die Herstellung von personalisierten Implantaten, die an die Bedürfnisse jedes Patienten angepasst werden können. Dieser Prozess bewahrt die lebenswichtigen Funktionen des RH, wie die Aktivierung von Thrombozyten und die Produktion von Wachstumsfaktoren. Gleichzeitig ermöglicht er auch die Integration der für eine effektive Heilung notwendigen Zellen. Professor Álvaro Mata, der Leiter der Studie und Experte für biomedizinische Ingenieurwissenschaften, betonte, dass der Schlüssel darin liege, mit der natürlichen Biologie zu arbeiten, anstatt sie nachzubilden. „Dieser biokooperative Ansatz öffnet die Tür für die Entwicklung regenerativer Materialien, indem die natürlichen Heilmechanismen genutzt werden“, erklärte Mata. Nicht nur revolutioniert der Fortschritt die regenerative Medizin, sondern er eröffnet auch neue Perspektiven für den personalisierten 3D-Druck von Implantaten. Weitere Informationen zu dieser Forschung finden Sie HIER.
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*Titelbildnachweis: University of Nottingham
