Wissenschaftler entwickeln eine Möglichkeit, atmungsaktivere 3D-gedruckte Gewebe herzustellen

Ozbolat Laboratory/Penn State

3D-Druck wird vielleicht eher mit Dingen wie Rapid Prototyping für die Industrie und selbstgemachten „Maker“-Projekten in Verbindung gebracht, aber er eröffnet auch einige spannende medizinische Möglichkeiten. Der wichtigste davon ist der Traum vom 3D-Bioprinting, der sich eines Tages für alles Mögliche vom Drucken als nützlich erweisen könnte kleinformatig hergestellte Gewebe hin zum letztendlichen Ziel voll funktionsfähiger Transplantationsorgane.

Während das zweite dieser Ambitionen noch in weiter Ferne liegt, haben Forscher der Pennsylvania State University große Fortschritte bei dem Ziel gemacht, im Labor hergestellte Gewebe wie Knochen und Knorpel herzustellen. Konkret haben sie eine Methode zur Herstellung poröser Gewebe entwickelt, bei der Mikroporen die Zirkulation von Nährstoffen und Sauerstoff ermöglichen und so die Zellen gesund halten.

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Bei diesem Verfahren werden menschliche Stammzellen entnommen und mit einem aus Meeresalgen gewonnenen Natriumalginatmaterial vermischt. Dies kann in Partikel gedruckt werden, die, sobald sie aufgelöst sind, winzige atmungsaktive Poren hinterlassen. Zu Strängen kombiniert ist es möglich, Gewebeflecken zu erzeugen. Die undifferenzierten Stammzellen werden verwendet, um das Gewebe in bestimmte Zellen wie Knochen oder Knorpel umzuwandeln. Das Team, das an dem Projekt gearbeitet hat, untersucht auch, wie dieselbe Technik zur Bildung von Muskeln, Fett und einer Reihe anderer Gewebe eingesetzt werden könnte.

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„Diese Pflaster können in Knochen oder Knorpel implantiert werden, je nachdem, um welche Zellen es sich handelt“, sagt Ibrahim Ozbolat, außerordentlicher Professor für Ingenieurwissenschaften und Mechanik an der Penn State. sagte in einer Erklärung. „Sie können bei Arthrose, Pflastern für plastische Chirurgie wie dem Knorpel im Nasenseptum, Kniewiederherstellungen und anderen Knochen- oder Knorpeldefekten eingesetzt werden.“

Doch so vielversprechend die Arbeit auch ist, es gibt noch viel zu tun. Der Grund dafür ist, dass das Material derzeit nur in winzigen Stücken hergestellt werden kann, was seinen Nutzen einschränkt. Berichten zufolge sind diese Pflaster zwar klein, aber deutlich einfacher herzustellen als alternative Methoden, wie etwa das Züchten von künstlichem Gewebe auf einem Gerüst. Wenn es den Forschern gelingt, den Ansatz zu entwickeln, der das Drucken in größerem Maßstab ermöglicht, könnte sich diese neueste Innovation als erheblicher Fortschritt im Bereich des 3D-Biodrucks erweisen.

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