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Forscher entwickeln neue Bioprinting-Methode für In-Vitro Regeneration von Knochen

Auf 9. September 2016 von Alexander H. veröffentlicht

Bioprinting ist noch viel zu weit weg und kann allenfalls in fiktiven Filmen verwendet werden! Diese Behauptung ist nur bedingt richtig. Die Forschungen in diese Richtung machen immer größere Schritte und kommen dem Hauptziel immer näher irgendwann komplette Organe zu drucken. Jetzt haben Forscher in Irland einen Weg gefunden Knochen herzustellen.

Mit der neuen Methode sind Knochentransplantationen bald Geschichte. Eigene Knochen oder die eines Spenders müssen nicht mehr in riskanten und langen Operationen entfernt und anschließend an einer anderen Körperstelle transplantiert werden. Jährlich sind Millionen Menschen auf „frische“ Knochen angewiesen, sei es nach einem Krebstumor, komplexen Frakturen, Schädeltraumata oder bei Dentalroblemen. Die neue Methode verspricht erfolgreichere und weniger schmerzhafte Behandlungen, die sowohl von Ärzten als auch Patienten willkommen geheißen würden.

Die Methode

Knochen sind lebendig, das heißt durch sie fließen Nerven- und Blutbahnen. Nach jedem Knochenbruch müssen sie sich regenerieren. Regeneration ist auch bei der neuen Methode das Stichwort. Bei der konventionellen Technik werden beispielsweise bei Knie- und Gelenkschmerzen Knochenstücke oder Knorpelmasse auf die „abgenutze“ Stelle transferiert. Die neue Methode sieht vor anhand von sogenannten im Reagenzglas kultivierten Knorpelvorlagen, auf die zu behandelnde Stelle zu transplantieren. Als Basis dienen dabei Stammzellen (Zellen, die sich in verschiedene Zelltypen oder Gewebe ausdifferenzieren können), die mit einer 3D-Biotinte nach und nach zu den Knorpelvorlagen geformt werden.

Bioprinting

Forschungen am AMBER Materials Science Centre in Irland.

Das biogedruckte Material sowie die Stammzellen werden anschließend unter die Haut (subkutan) eingeführt, bis sich der Knochen nach und nach samt Blutgefäßen selbstständig regeneriert und wieder vollfunktionsfähig ist.

„Dies ist ein neues Konzept für die Gewebe- und Organ Engineering und wir sind sehr aufgeregt „, sagte Professor Daniel Kelly, Teamleiter dieser Forschung. „Unsere Forschung bietet echte Hoffnung für Patienten mit komplexen Knochentrauma oder großen Defekten nach der Entfernung eines Tumors.“

Wie weit ist man beim Bioprinting?

Die neue Methode wurde in der Zeitschrift „Advanced Healthcare Materials“ veröffentlicht. Dort beschreiben die Forscher auch den aktuellen Status Quo der Bioprintingtechnologie. Komplette Organe, so steht geschrieben, können mit der heutigen Technik noch nicht hergestellt werden. Daher werden zur Zeit noch mit den „Vorlagen“ gearbeitet, die auf Stammzellen basieren. Die größte Herausforderung bislang liegt in der Entwicklung des richtigen 3D-Druckmaterials. Das Team hat dabei mit zahlreichen Hydrogels experimentiert.

Mit dieser neuen Methode lassen sich bereits Knie- und Hüftbeschwerden mit biologischen Implantaten behandeln. In Zukunft sollen größere Knochenpartien behandelt werden wie ganze Knieknochen -und Gelenke….und wer weiß, vielleicht war das der nächste große Schritt zum großen Ziel: die Herstellung ganzer Organe wie Herz und Leber.

Den wissenschaftlichen Bericht können Sie hier lesen.

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