{"id":18791,"date":"2019-05-08T00:01:34","date_gmt":"2019-05-07T22:01:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=18791"},"modified":"2019-05-07T17:47:38","modified_gmt":"2019-05-07T15:47:38","slug":"lunge-gefaessnetzwerk-070520191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/lunge-gefaessnetzwerk-070520191\/","title":{"rendered":"Wird die Herstellung einer k\u00fcnstlichen Lunge durch 3D-Druck m\u00f6glich?"},"content":{"rendered":"

Das generative Designstudio Nervous System hat an der Entwicklung von 3D-gedruckten Organen mitgewirkt und ist gerade auf dem Titelblatt des Science Magazine erschienen. Das Studio arbeitet seit jeher an der Schnittstelle von Wissenschaft, Kunst und Technologie. Sie nutzen Computersimulation, um Entw\u00fcrfe aus der Natur zu generieren, die sie dann durch digitale Fertigung produzieren. In ihrem Blog verraten sie, dass sie seit drei Jahren mit Jordan Miller, einem Bioingenieur an der Rice University, an der Entwicklung von Gef\u00e4\u00dfnetzen f\u00fcr 3D-gedruckte Organe arbeiten. Diese komplexen Gef\u00e4\u00dfnetze, welche Blut oder Luft transportieren k\u00f6nnten, wurden so konstruiert, dass sie einer Lunge \u00e4hneln. Die im Science Magazine ver\u00f6ffentlichte Arbeit wurde von Jordan Miller at Rice und Kelly Stevens an der University of Washington geleitet.<\/p>\n

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Science, 03 May 2019: Vol. 364, Issue 6439, pp. 458-464. Bildnachweis: Science Magazine<\/p><\/div>\n

Jordan Miller war fasziniert von der Ausstellung ‚growing objects‘ von Nervous System, die eine Reihe von verzweigten Skulpturen zeigte. Die F\u00e4higkeiten, die zur Schaffung solcher Strukturen erforderlich sind, k\u00f6nnten auf ein v\u00f6llig anderes Gebiet \u00fcbertragen werden, erkl\u00e4rt das Nervous System, „Er <\/em>[Jordan Miller] schlug vor, unsere F\u00e4higkeiten einer epischen Aufgabe zu widmen: „Vielleicht k\u00f6nnten wir zusammenarbeiten, um Open-Source-Software zu entwickeln, die die Welt nutzen k\u00f6nnte, um synthetische lebende Gewebe und Spenderorgane f\u00fcr menschliche Patienten zu entwickeln<\/em>„. So entstand die Idee, die generativen Gestaltungsm\u00f6glichkeiten des Studios zu nutzen, um lebende Gewebe, oder gar ganze Organe, wie eine Lunge, zu schaffen.<\/p>\n

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Die hyphae crispata 1 aus der \u2018Growing Objects\u2019 Ausstellung, die Jordan Miller inspirierte. Bildnachweis: Nervous System<\/p><\/div>\n

Das Designstudio erkl\u00e4rt, dass es zwar viele Labore gibt, die k\u00fcnstliche Gewebe herstellen, das Problem aber darin besteht, sie am Leben zu erhalten. Es geht darum, die Milliarden von Zellen zu versorgen, die Unterst\u00fctzung aus komplexen Gef\u00e4\u00dfnetzen ben\u00f6tigen. Diese liefern N\u00e4hrstoffe und Sauerstoff, w\u00e4hrend sie Abf\u00e4lle entfernen, und ohne sie sterben die k\u00fcnstlichen Gewebe schnell ab. Vor diesem Hintergrund strebt das Nervous System die Entwicklung einer Software an, die es Wissenschaftlern erm\u00f6glicht, ma\u00dfgeschneiderte multi-vaskul\u00e4re Strukturen f\u00fcr 3D-gedruckte Organe zu entwerfen. Erstmals gelang es dem Designstudio in Zusammenarbeit mit dem Miller Lab, komplexe multi-vaskul\u00e4re Netzwerke zu entwerfen und zu realisieren. Dabei wurden weiche Hydrogele verwendet.<\/p>

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Das Miller Lab kombinierte Bioengineering, 3D-Drucktechnologie<\/a> und Zellkulturtechniken, um die Gestaltung der Designs zu erm\u00f6glichen. Sie entwickelten den SLATE (Stereolithography Apparatus for Tissue Engineering) 3D-Drucker<\/a>. Dieser Drucker ist in der Lage, lebende Zellen in weiche Gele zu injizieren, die sehr kleine und komplizierte Blutgef\u00e4\u00dfe enthalten. Im Blog von Nervous System hei\u00dft es: „Hydrogele, die in nur wenigen Minuten von SLATE gedruckt werden, k\u00f6nnen als lungenartige Netzwerke mit komplizierten Luft-\/Blut-Netzwerken funktionieren. Dieses neue Druckverfahren erm\u00f6glicht neue und dramatische architektonische Freiheiten in den lebenden Geweben, die wir entwerfen und herstellen k\u00f6nnen. Bioingenieure verf\u00fcgen nicht \u00fcber Werkzeuge, um diese komplexen Architekturen zu generieren, die unbedingt notwendig sind, um lebende Gewebe am Leben zu erhalten<\/em>„.<\/p>\n

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Bildnachweis: Jordan Miller, Rice University<\/p><\/div>\n

Die Software f\u00fcr den 3D-Druck erzeugt „verworrene Gef\u00e4\u00dfnetze innerhalb eines beliebigen benutzerdefinierten Volumens und verbindet diese Netzwerke mit Ein- und Ausl\u00e4ssen, damit Luft und Blut durch die verschlungenen Netzwerke flie\u00dfen k\u00f6nnen<\/em>„. Die entstandenen Gef\u00e4\u00dfe sind nur 300 Mikrometer breit. Bisher wurden die Tests nur f\u00fcr kleine Strukturen durchgef\u00fchrt – alveol\u00e4re Untereinheiten wurden beispielsweise gedruckt und getestet -, aber viel gr\u00f6\u00dfere Netzwerke von ihnen werden auf Effizienz und Potenzial als k\u00fcnstliche Lunge getestet. Es ist schwieriger, einen 3D-Druck zu realisieren als zu entwerfen: „Es hat drei Tage gedauert, bis wir die lungen\u00e4hnliche Geometrie generiert hatten, aber es ist auch etwa ein Jahr her, bis es m\u00f6glich war, sie herzustellen<\/em>„.<\/p>\n

Schlie\u00dflich schreiben Nervous System in ihrem Blog: „Wir f\u00fchlen uns sehr gl\u00fccklich, dass wir die M\u00f6glichkeit hatten, an dieser bahnbrechenden Forschung teilzunehmen und freuen uns darauf, weiterhin mit Jordan Miller und seinem Team an diesem Projekt zu arbeiten<\/em>„. Den vollst\u00e4ndigen Blogeintrag k\u00f6nnen Sie HIER<\/a> lesen, die Forschungsarbeit ist HIER<\/a> verf\u00fcgbar.<\/p>\n

Was denken Sie? K\u00f6nnte der 3D-Druck einer Lunge irgendwann gelingen? Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und kontaktieren Sie uns. M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>\u00a0und folgen Sie uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0und\u00a0Twitter\u00a0<\/a>\u00a0um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0zu finden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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