{"id":35094,"date":"2022-03-03T00:01:32","date_gmt":"2022-03-02T23:01:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=35094"},"modified":"2022-03-02T10:36:03","modified_gmt":"2022-03-02T09:36:03","slug":"3d-drucker-mangel-an-menschlichem-gewebe-bald-passe-030320221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-drucker-mangel-an-menschlichem-gewebe-bald-passe-030320221\/","title":{"rendered":"Medizin: Mangel an menschlichem Gewebe bald pass\u00e9?"},"content":{"rendered":"

Herzkrankheiten sind heutzutage keine Seltenheit mehr. Immer \u00f6fter kommt es zu dringlichen Transplantationen, wobei der Bestand an verf\u00fcgbaren Herzen einen gro\u00dfen Mangel aufweist. Es ist demnach offensichtlich, dass hierbei eine dringende Notwendigkeit besteht, einen alternativen Behandlungsansatz zu finden. Wie kann der 3D-Druck zur Herstellung von menschlichem Gewebe beitragen? Trotz der j\u00fcngsten Fortschritte im Bereich der k\u00fcnstlichen Gewebe- und Organherstellung stellt die Fertigung von gro\u00dfen und vor allem lebensf\u00e4higen und funktionalen Organe immer noch eine gro\u00dfe Herausforderung dar. Nun ist es chinesischen Forschern aber erstmals gelungen, lebendiges Herzgewebe dank 3D-Druck anfertigen zu k\u00f6nnen. Das hochkomplexe Gewebe wurde von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) durch die Umwandlung eines sechsachsigen Roboterarms in einen 3D-Biodrucker hergestellt und gilt somit f\u00fcr rund mindestens sechs Monate als „lebendiges“ Herzgewebe. Das Problem bei der bisherigen Herstellung von Gewebe war besonders, dass die Zellfunktionen w\u00e4hrend des gesamten Prozesses nicht erhalten bleiben. Zudem konnte das Forscherteam auch Blutgef\u00e4\u00dfger\u00fcste herstellen, von der die Medizin in Zukunft profitieren k\u00f6nnte.<\/p>\n

Bereits im Jahr 2019 ver\u00f6ffentlichten israelische Forscher den Durchbruch im medizinischen 3D-Druck, indem sie ein Mini-Herz aus menschlichem Gewebe hergestellt haben. Das Herz, das die Gr\u00f6\u00dfe eines Hasenherz aufwies, hatte allerdings im Gegensatz zu dem vom CAS gedruckten Gewebe einen Nachteil: die Zellen waren noch nicht in der Lage, sich synchron zusammenzuziehen. Das bedeutet konkret, dass somit eine Transplantation eines funktionierenden Herzens nicht m\u00f6glich w\u00e4re. Die Umwandlung des sechsachsigen Roboterarms in einen 3D-Biodrucker erm\u00f6glicht es laut den Forschern der CAS nun, Zellen aus allen Richtungen drucken zu k\u00f6nnen. Damit geht eine enorme Flexibilit\u00e4t einher, die vorhergegangene 3D-Biodrucker nicht aufweisen konnten. Insgesamt handelt es sich bei einem 3D-Biodrucker um einen 3D-Drucker f\u00fcr organische Substanzen, der aus dem Bereich des Tissue Engineering kommt und die Herstellung aus lebendem Gewebe vorsieht.<\/p>\n

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Zwei Roboterarme, die in 3D-Biodrucker umgewandelt worden sind, erm\u00f6glichen den Druck von komplexen menschlichen Gewebe (Bild: CAS)<\/p><\/div>\n

Gesundheitlicher Probleml\u00f6ser aus dem 3D-Drucker?<\/h3>\n

Das Forscherteam der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sah allen voran ein essentielles Problem im Bezug auf die aktuellen M\u00f6glichkeiten der Gewebeherstellung mittels additiver Fertigung: die Zersetzung des gedruckten Gewebes und dahergehend auch die biologische Funktionalit\u00e4t dessen. Um dieses Hindernis \u00fcberwinden zu k\u00f6nnen, nutzten sie den sechsarmigen Roboterarm als 3D-Biodrucker, damit so der Zelldruck aus allen Richtungen erm\u00f6glicht werden kann. Da ein jedes menschliches Gewebe aus einer Unmenge an einzelnen Zellen besteht, mussten die Forscher besonders auf die individuellen Bildungen von Zell-Zell-Verbindungen aufrechterhalten und besonders f\u00f6rdern. Daf\u00fcr nutzten sie neben dem Bioprinter ein daf\u00fcr eigens entwickeltes \u00d6lbad, welches w\u00e4hrend dem Zelldrucks zum Einsatz. Dadurch konnte der Entwurf einer wiederholten Print-and-Culture-Bioprinting-Strategie umgesetzt werden, um so die Nachahmung des In-vivo-Organentwicklungsprozesses herstellen zu k\u00f6nnen. Das gew\u00e4hrleistet die Erhaltung der nat\u00fcrlichen Funktionen der Zellen w\u00e4hrend und besonders nach dem Druck.<\/p>

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Das \u00fcberlebensf\u00e4hige Herz aus additiver Herstellung<\/h3>\n

Um sich ganz besonders auf den Druck von Herzgewebe fokussieren zu k\u00f6nnen, wurde hierbei der selbst entworfene Bioreaktor hinzugezogen, um langfristig \u00fcberlebensf\u00e4higes Herzgewebe additiv herstellen zu k\u00f6nnen. Dieser Vorgang stellt nicht nur eine vielversprechende L\u00f6sung hinsichtlich der Fertigung von Herzgewebe dar, sondern kann auch als genereller Probleml\u00f6ser in der Organentwicklung und Herstellung komplexer Organe gelten. Um aber solch \u00fcberlebensf\u00e4hige Organe herstellen zu k\u00f6nnen, muss sowohl das menschliche Gewebe wie auch die Organe selbst mit Blutgef\u00e4\u00dfnetzwerke verbunden sein – und das hoffentlich bald schon Serienm\u00e4\u00dfig aus dem 3D-Drucker.<\/p>\n

Um die Machbarkeit dieser Forschung unter Beweis stellen zu k\u00f6nnen, wurde ein St\u00fcck Herzgewebe mittels Bioprinter erzeugt. Dieses vaskularisiertes Gewebe schlug in einem Herz-\u00e4hnlichen Rhythmus und wurde f\u00fcr bis mindestens sechs Monate als lebend anerkannt. Zeigt dieses Forschungsprojekt bereits jetzt schon einen Durchbruch f\u00fcr die Herstellung von menschlichem Gewebe mittels additiver Fertigung? Eines ist auf jeden Fall sicher: dank des 3D-Druckers ergeben sich f\u00fcr die menschliche Gesundheit sehr viele innovative Vorteile, die auf lange Frist sehr viele Menschenleben retten k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Das 3D-gedruckte Herz hat lediglich die Gr\u00f6\u00dfe eines Hasenherz (Bild: Universit\u00e4t Tel Aviv)<\/p><\/div>\n

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