Jedes Jahr erleiden 250.000 bis 500.000 Menschen eine Rückenmarksverletzung. Häufig kommt es durch Stürze und Unfälle im Sport oder Verkehr dazu – mit schwerwiegenden Folgen! Das Rückenmark ist nämlich die Vermittlungsstelle zwischen Befehlen aus dem Gehirn und der Handlungsausführung des Körpers. Ist dieser Bestandteil des zentralen Nervensystems gestört, sind die betroffenen Personen stark in ihren Bewegungen eingeschränkt. Außerdem sind Rückenmarksverletzungen sehr komplex, da die Nervenzellen entweder völlig zerstört werden oder nicht unmittelbar regenerieren können, was oft zu einer dauerhaften Lähmung führt.
Forscher der University of Minnesota Twin Cities haben erstmals einen innovativen Ansatz zur Behandlung entwickelt. Ihre Methode kombiniert 3D-Druck, Stammzelltherapie und im Labor gezüchtetes Gewebe und eröffnet damit neue Perspektiven für die Reparatur von Rückenmarksverletzungen und die Förderung der funktionellen Erholung.
Bild: University of Minnesota
3D-gedruckte Gerüste reparieren das Rückenmark
Die Technik basiert auf der Herstellung einer 3D-gedruckten Struktur, die für die Aufnahme von im Labor gezüchtetem Gewebe konzipiert ist und von den Forschern als Organoid-Gerüst bezeichnet wird. Diese Struktur verfügt über winzige mikroskopische Kanäle, in die spezifische Vorläuferzellen des Rückenmarks eingeführt werden. Diese Zellen, die aus adulten menschlichen Stammzellen gewonnen werden, haben die Fähigkeit, sich zu vermehren und sich in verschiedene Arten reifer Nervenzellen zu verwandeln. „Wir nutzen die Mikrokanäle des Gerüsts, um das Wachstum der Zellen zu steuern und so die effiziente Entwicklung neuer Nervenfasern sicherzustellen”, erklärt Guebum Han, ehemaliger Postdoktorand im Bereich Maschinenbau an der University of Minnesota und Erstautor der Studie. „Nach der Implantation in das Rückenmark fungiert dieses System als Relais, das es den Nervensignalen ermöglicht, den beschädigten Bereich zu umgehen.“
In ihrem Experiment implantierten die Forscher diese Gerüste bei Ratten, deren Rückenmark schwer beschädigt war. Die Zellen verwandelten sich in Neuronen und entwickelten Nervenfasern in beide Richtungen, wodurch sie neue Verbindungen zu den bestehenden Nervenbahnen herstellten. Im Laufe der Zeit integrierten sich diese neuen Zellen perfekt in das Rückenmarkgewebe, sodass die Ratten bestimmte motorische Funktionen wiedererlangen konnten. „Die regenerative Medizin eröffnet neue Perspektiven für die Behandlung von Rückenmarksverletzungen”, erklärt Ann Parr, Professorin für Neurochirurgie an der University of Minnesota. Obwohl diese Forschung noch in den Kinderschuhen steckt, bietet sie Menschen mit solchen Verletzungen neue Hoffnung. Das Team plant, die Produktion dieser Strukturen zu steigern und ihre Entwicklung für zukünftige medizinische Anwendungen fortzusetzen.
Was halten Sie von diesem Ansatz zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen möchten, schauen Sie auf unserer Landing Page vorbei. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Titelbildnachweis: Motion Array