3D-gedrucktes Ohr wird an ersten Patienten transplantiert
In den USA ist es einem Chirurgen gelungen, ein aus menschlichen Zellen hergestelltes Ohrimplantat erfolgreich zu transplantieren! Das Implantat wurde von der Firma 3DBio Therapeutics für eine 20-jährige Frau hergestellt. Die Patientin litt an Mikrotie im rechten Ohr, einer angeborenen Anomalie, die die Entwicklung des Außenohrs behindert. Das Implantat mit dem Namen AuriNovo soll aus Kollagenhydrogel und Knorpelzellen der Patientin in 3D gedruckt worden sein. Es ist das erste Mal, dass dieses Implantat klinisch getestet wird – die Tests müssen an insgesamt 11 Patienten in Kalifornien und Texas durchgeführt werden.
Eine der größten Herausforderungen für die Bioprinting-Branche ist jene Phase der klinischen Erprobung: Die Sicherheit, Wirksamkeit und Haltbarkeit der durch 3D-Druck entworfenen Implantate und Organe muss gewährleistet werden. Denn wenn Sie die Nachrichten verfolgen, haben Sie sicherlich schon von einem bio-gedruckten Herz, einer 3D-gedruckten Niere usw. gehört. Es ist noch ein langer Weg, bis diese Lösungen in einen Patienten eingepflanzt werden, aber diese Ohrtransplantation ist ein mehr als ermutigender Anfang!
Links: vor der Transplantation; Rechts: das Ohr nach der Transplantation (Bild: Dr. Arturo Bonilla, Microtia-Congenital Ear Institute)
Die bisherigen Behandlungsmethoden zur Korrektur von Mikrotie bestehen darin, eine Prothese aus Knorpel zu entwerfen, der aus den Rippen des Patienten entnommen wird – ein sehr aufwändiger Vorgang. Diese Prothese kann auch aus porösem Polyethylen hergestellt werden, einer weniger flexiblen Substanz. Hier hat der 3D-Druck eine Karte zu spielen. Dr. Arturo Bonilla ist der Chirurg, der die Operation bei der jungen Frau durchführte: „Als Arzt, der Tausende von Kindern mit Mikrotie im ganzen Land und auf der ganzen Welt behandelt hat, bin ich inspiriert von dem, was diese Technologie für Patienten mit Mikrotie und ihre Familien bedeuten kann. Diese Studie wird es uns ermöglichen, die Sicherheit und die ästhetischen Eigenschaften dieses neuen Verfahrens zur Rekonstruktion des Ohrs mithilfe der eigenen Knorpelzellen des Patienten zu untersuchen.“
Der Entstehungsprozess des 3D-gedruckten Ohrs
Der erste Schritt zur Herstellung des Implantats ist eine Knorpelentnahme aus dem rechten Ohr der Patientin – die Teams weisen darauf hin, dass ein halbes Gramm ausreicht. Parallel dazu wird ein 3D-Scan des linken Ohrs durchgeführt. Anschließend isoliert 3DBio Therapeutics die für die Knorpelbildung verantwortlichen Zellen aus der Entnahme und kultiviert sie in einer patentierten Nährstoffmischung, die es den Zellen ermöglicht, sich zu vermehren. Diese werden dann mit der vom Unternehmen entwickelten Biotinte vermischt; das Ganze wird in die Spritze des Bio-Druckers gefüllt. In nur 10 Minuten konnte so Schicht für Schicht eine Nachbildung des Ohrs der Patientin hergestellt werden.
Der Bioprinting-Prozess des Ohrs (Bild: 3DBio Therapeutics)
Nach Abschluss des Druckvorgangs wurde das Ohr in einer biologisch abbaubaren Schutzhülle eingeschlossen und an Dr. Bonilla gesendet. Der Chirurg übernahm dann die Transplantation. Die Form des Ohrs wird sehr deutlich sichtbar, sobald die Haut um das Implantat herum gestrafft wurde.
Professor Anthony Atala, Direktor des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, der das erste 3D-gedruckte Bio-Nierenprojekt initiiert hatte, äußerte sich zu dem 3D-gedruckten Bio-Ohr: „Dies ist ein wichtiger Durchbruch für den Bereich der regenerativen Medizin. Der 3D-Druck zielt darauf ab, eine Reihe von Vorteilen gegenüber handgefertigtem künstlichem Gewebe zu bieten, darunter Skalierung, höhere Designgenauigkeit und geringere Kosten.“ Es bleibt abzuwarten, ob die anderen geplanten klinischen Studien ebenso erfolgreich sein werden – wir hoffen es auf jeden Fall!
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