Schlaganfall, Parkinson und Alzheimer: Wissenschaftler nutzen 3D-Bioprinting von Gehirnstrukturen zur Behandlung neurodegenerativer Krankheiten

Der 3D-Druck erwies sich in der Medizin bereits mehrfach und in unterschiedlichster Weise als nützlich. Nun werden an der britischen University of Manchester neue Forschungsprojekte ins Leben gerufen, die den medizinischen 3D-Druck weiter voranbringen sollen. Das neueste Projekt hat es sich zum Ziel gemacht, mittels 3D-Bioprinting neurodegenerative Erkrankungen zu erforschen,unter anderem Schlaganfall, Parkinson und Alzheimer.

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Der 3D-Druck erweist sich in der Medizin immer wieder als äußerst hilfreich. Bereits jetzt konnte man mit dieser fortschrittlichen Technik zahlreiche Krankheiten effektiver behandeln, auf eine Art und Weise, die mit den herkömmlichen Mitteln nicht oder nur deutlich aufwendiger möglich gewesen wäre. Weitere Forschungsprojekte sollen noch mehr Nutzen für die Medizin herausholen.

Eines der Projekte starteten die Wissenschaftler an der University of Manchester in Großbritannien. Bei diesem Projekt geht es um den Einsatz von 3D-Bioprinting bei Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen, wie zum Beispiel Alzheimer. Die Technologie des 3D-Bioprintings könnte verwendet werden, um Strukturen und Modelle zu erzeugen, die genau die neurovaskuläre Einheit (engl. neurovascular unit = NVU) nachahmt, die ein komplexes System aus neutralen und vaskulären Teilen darstellt. Außerdem spielt die NVU eine Schlüsselrolle bei der Versorgung des Gehirns mit Sauerstoff und Nährstoffen.

mit 3D-Bioprinting gedruckten Modelle ahmen vorhandene Strukturen nach.
Die mittels 3D-Bioprinting gedruckten Modelle ahmen die im Körper vorhandenen Strukturen nach (Bild © University of Manchester).

Die Kommunikation zwischen den neuralen und vaskulären Teilen ist ein wichtiger Bestandteil eines gesunden Gehirns. Bei einer NVU-Dysfunktion treten bestimmte neurodegenerative Erkrankungen wie Schlaganfall, Parkinson und Alzheimer auf. Somit entwickelten die Wissenschaftler der University of Manchester NVU-Modelle mit Unterstützung von Bioprinting, die die Interaktion zwischen den verschiedenen Teilen sowie Zellen der NVU nachahmen. Durch Feinabstimmungen und Anpassungen der verwendeten Biomaterialien können diese Modelle genau auf die biochemische und medizinische Zusammensetzung der NVU abgestimmt werden. Die Studie wurde kürzlich unter dem Titel „Tissue Engineering 3D Neurovascular Units: A Biomaterials and Bioprinting Perspective“ veröffentlicht.

Letztlich würde ein erfolgreicher Einsatz von 3D-Bioprinting den Forschern ermöglichen, in großem Umfang und Tiefe neurodegenerative Erkrankungen zu untersuchen. Während etwa Zahnkronen und Hörgeräte schon vielfach aus 3D-Druckern kommen, soll diese Technologie in der Medizin zukünftig immer häufiger dazu verwendet werden, um Implantate oder sogar funktionale Organe herzustellen.

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