3D Systems und United Therapeutics entwickelten 3D-gedrucktes Lungengerüst
United Therapeutics gelang es in Zusammenarbeit mit 3D Systems, ein komplexes 3D-gedrucktes menschliches Lungengerüst zu entwickeln. Dieses Lungengerüst wurde auf der LIFE ITSELF Konferenz in San Diego enthüllt und gilt als das komplexeste Objekt, welches jemals mittels additiver Fertigung hergestellt wurde.
Wahrscheinlich haben Sie in letzter Zeit viel über die verschiedenen Anwendungsbereiche des Bioprinting gehört. Diese neue Form des 3D-Drucks mit lebenden Zellen gewinnt in der Medizin zunehmend an Bedeutung. So ist es einem Chirurgen in den USA zum Beispiel gelungen, ein aus menschlichen Zellen hergestelltes Ohrimplantat erfolgreich zu transplantieren.
Aufbau des 3D-gedrucktes Lungengerüsts
Die 3D-gedruckten Lungenmodelle bestehen aus einer Rekordzahl von 44 Billionen Einzelteilen (Voxeln), welche sich auf 4.000 Kilometer von Lungenkapillaren und 200 Millionen Lungenbläschen verteilen. Die Wissenschaftler von United Therapeutics planen daher die Zellularisierung dieser 3D-gedruckten Lungengerüste mit patienteneigenen Stammzellen. Diese Methode könnt es in Zukunft ermöglichen, verträgliche, transplantierbare, menschliche Lungen zu schaffen. Diese additiv gefertigten Lungen würden danke der patienteneigenen Stammzellen außerdem eine Immunsupression nicht mehr benötigen, um ein abstoßen zu verhindern. Die neu entwickelte fortschrittlichen Photopolymer-basierten Bioprinting-Technologie namens Print to Perfusion würde es ermöglichen, diese Art der Sperderorgane in nur drei Wochen herzustellen.
3D-gedrucktes Lungengerüst (Bild: 3D Systems)
Diese 3D-geruckten Lungengerüste seien laut Dr. Martine Rothblatt, Vorstandsvorsitzende von United Therapeutics, bereits in Tierversuchen getestet worden, welche einen erfolgreichen Gasaustausch der Lungengerüste belegen konnten. Rothblatt sagte dass:
„Durch die kontinuierliche harte Arbeit der engagierten Wissenschaftlern und Ingenieuren bei United Therapeutics und 3D Systems hoffen wir, dass diese personalisierten, hergestellten Lungengerüste in weniger als fünf Jahren für Versuche am Menschen zugelassen werden“.
Das Ziel der Kooperation sei es außerdem, in Zukunft einen unbegrenzten Vorrat an transplantierbaren Lungen zu schaffen. So würden sie bereits heute ein Verfahren nutzen, welches als Ex-vivo-Lungenperfusion bezeichnet wird. So könne der Vorrat an transplantierbaren Lungen erhöht werden, indem der Zeitraum Lebensfähigkeit menschlicher Spenderlungen um mehrere Stunden verlängern wird. Mit dieser Methode konnte bisher über 230 Leben erfolgreich verlängert werden.
Die Nachfrage nach Spenderorganen steigt stetig. So erhielten im Jahr 2021 laut Angaben der U.S. Health Resources and Services Administration 2.524 Patienten in den USA eine Lungentransplantation. Am 3. Juni 2022 standen zudem 1.075 Patienten in den USA auf der Warteliste für den Erhalt einer Spernderlunge. Mehr als 150.000 Amerikaner sterben jedes Jahr an einer Lungenerkrankung.
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*Titelbildnachweis: yodiyim/Fotolia
