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Tissue Engineering Wann kommen die Organe aus dem Drucker?

Ein synthetisches Gewebe, bestehend aus Wassertröpfchen und Fett, besitzt die Fähigkeiten von lebenden Zellen. Die Anwendungen liegen auf der Hand.

© F.A.Z., Universität Oxford 3D-Drucker: Künstliches Gewebe aus dem Drucker

Trinkbecher, Spielzeug, Lampenschirme, Schuhe, Zahnersatz, ja sogar Kekse und Chips - fast alles lässt sich mittlerweile mit der 3D-Drucktechnik herstellen. Mit dem Verfahren, das sich anschickt, die gängigen industriellen Fertigungsprozesse zu revolutionieren, will man eines Tages sogar komplette künstliche Organe aus Stammzellen oder Gewebevorläuferzellen produzieren. Einen ersten Schritt dahin haben Wissenschaftler von der Universität in Oxford unternommen. Auch wenn sie bislang noch keine lebenden Zellen verwenden, so haben Hagan Bayley und seine Kollegen doch eine Art synthetisches Gewebe hergestellt, das ähnlich wie Nervenzellen elektrische Signale leiten und muskelartige Kontraktionsbewegungen ausführen kann.

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Synthetisches Gewebe

Als Ausgangsmaterial verwendeten die Forscher Wassertröpfchen, die sie in einer fetthaltigen Umgebung auf eine Unterlage sprühten. Schritt für Schritt entstand so eine gallertartige Masse. Dünne Fetthüllen, die jeden Tropfen umgeben, verhindern, dass diese miteinander verschmelzen und sich das Gewebe auflöst, bevor es sich gebildet hat. Bis zu 35 000 Wassertröpfchen konnten die Forscher um Baylay aneinanderfügen, wie sie in der Zeitschrift „Science“ (Bd. 340, S. 48) berichten. Als die Wissenschaftler membranumhüllte Bläschen aus lebenden Zellen, sogenannte Liposome, in die Hülle einbauten, konnte das synthetische Gewebe elektrische Signale transportieren - ähnlich wie echte Nervenzellen. Kleine Poren in den Fetthüllen gestatteten es den Wassertröpfchen, Flüssigkeiten miteinander auszutauschen. Diese Osmoseprozesse bewirkten, dass sich das Gewebe bewegte und auch seine Gestalt ändern konnte. Eine flache, frisch gedruckte Masse verformte sich so selbständig zu einem kugelförmigen hohlen Gebilde.

Gewebe aus dem 3D-Drucker Zwei Düsen sprühen fettumhüllte Wassertröpfchen auf eine Unterlage, auf der schrittweise ein gallerartes Gewebe wächst. © Gabriel Villar, Alexander D. Graham and Hagan Bayley, University of Oxford Bilderstrecke 

Stammzellen als Druckertinte?

Dank der Fähigkeiten, elektrische Reize zu leiten und über Osmose Bewegungen auszuführen, könnte das künstliche Gewebe als Transportvehikel für Medikamente genutzt werden. Die Arzneien ließ sich auf Knopfdruck am Zielort freisetzen. Auch eine andere Anwendung liegt auf der Hand: Würde man statt der Wassertröpfchen Stammzellen verwenden, könnte man eines Tages gezielt Nervengewebe oder Muskelstränge in beliebiger Gestalt drucken und so in entsprechender Umgebung zur Transplantation vorbereiten. Ganze Organe zu drucken ist jedenfalls eines der Forschungsziele.

Quelle: F.A.Z.

 
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