Ein Forscherteam des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein UKSH arbeiten an der Entwicklung von einem 3D-Biodrucker, der Blutgefäße für den Einsatz bei Bypass-Operationen herstellen kann. Die Blutgefäße konnten bisher nicht in einer für die Gefäßtransplantate geeigneten Länge 3D-gedruckt werden. Erste Laborexperimente mit dem 3D-Drucker verliefen jedoch vielversprechend.

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Ein Forscherteam rund um den Kieler Gefäßchirurgen Dr. med. Rouven Berndt hat den Prototypen eines neuartigen 3D-Biodruckers vorgestellt. Dieser ist laut einer Pressemitteilung in der Lage, feine Blutgefäße für Bypass-Implantate herzustellen. Für seine Forschung erhielt der an der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, als Oberarzt tätige Mediziner die Dr. Rusche-Forschungsförderung in Höhe von 53.000 Euro, die von der Deutschen Stiftung für Herzforschung (DSHF) finanziert wird.

45.000 Bypass-Operationen pro Jahr

Koronare Herzkrankheiten, bei denen verengte oder verstopfte Herzkranzgefäße zu lebensbedrohlichen Komplikationen führen können, sind bei mehr als zwei verengten Herzkranzarterien sehr schwer zu behandeln. Bei Dreigefäßerkrankungen und Hauptstammstenosen müssen die Engstellen operativ mit einem Bypass überbrückt werden. Im vergangenen Jahr haben wir eine 3D-gedruckte Methode vorgestellt, bei der Ärzte Blockaden in Blutgefäßen schneller erkennen.

3D-Drucker für Blutgefäße
Der 3D-Druck von Blutgefäßen kann Ärzte bei Bypassoperationen unterstützen (Bild © UKSH).

Prof. Dr. med. Armin Welz, Herzchirurg und Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats der DSHF, betont:

„Insbesondere bei Herzpatienten, die keine geeigneten körpereigenen Venen für die Gewinnung eines Bypass-Gefäßes aufweisen, könnte dieses neue Verfahren ein enormer Fortschritt für die Herz-Bypass-Chirurgie bedeuten, besonders in puncto Patientensicherheit.“

3D-gedruckte Blutgefäße im Einsatz

Dr. med. Rouven Berndt
Dr. med. Rouven Berndt von der Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein leitet das Bioprinter-Projekt (Bild © UKSH).

In Deutschland gibt es jedes Jahr rund 45.000 Bypass-Operationen. Diese Operationen sind für viele Ärzte ein Routineeingriff. Bei bis zu 20% gibt es jedoch das Problem, dass keine geeigneten körpereigenen Gefäße vorhanden sind. Laut Berndt bringen viele Patienten kaum genügend Material mit, um alle Engstellen zu behandeln. Auch müssen sie sich oftmals einem erneuten Eingriff unterziehen. Je nach Art des Bypasses verstopfen in bis zu zehn Jahren erneut.

Berndt erklärt:

„Der von uns entworfene Druckkopf kann einen Schlauch aus körpereigenen lebenden Endothel- und Muskelzellen drucken. Der erzeugte Schlauch hat die erforderliche dünne Gefäßwand und einen Durchmesser von vier bis sechs Millimeter. Die Endothelzellen kleiden die Gefäße von innen aus. Darüberliegende Muskelzellen sorgen dafür, dass sich Gefäße zusammenziehen und weiten können. So bleibt der Bypass lang bestehen und offen.“

Der neuartige 3D-Biodrucker erzeugt feine Blutgefäße. In Laborexperimenten waren die Gefäße bereits erfolgreich. Ein Luft- und Raumfahrtunternehmen wird den Prototypen des 3D-Biodruckers herstellen. Bisherige 3D-Drucker konnten keine für Gefäßtransplantation benötigten 30 bis 40 Zentimeter lange Bypässe anfertigen.

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