Forscher der chinesischen Sichuan University haben ein Verfahren entwickelt, mit der sie Formen organischer Teile in den Körper drucken und zum wachsen bringen können. Sie testeten ihr Verfahren erstmals erfolgreich an einer Maus, der sie ein menschliches Ohr unter den Rücken druckten. Das Verfahren soll unter anderem Behandlungen von Menschen mit schweren Fehlbildungen an Ohren, Nasen, Fingern und anderen leicht zugänglichen Körperteilen besser möglich machen.

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Logo Sichuan UniversityWeltweit untersuchen Wissenschaftler Wege, Menschen mithilfe von 3D-Druck zu helfen, wenn es darum geht, kranke oder verletzte Organe oder Gelenke zu ersetzen. Das ist oftmals schon gelungen. Wie im Fall der Mittelohrtransplantation in Südafrika im Vorjahr. Doch oft sind solche invasive Operationen mit einem Infektionsrisiko verbunden. Der Forscher Maling Gou von der chinesischen Sichuan University hat jetzt gemeinsam mit seinen Kollegen erfolgreich einen Körperteil bei Mäusen im Körper gedruckt, wie das Fachmagazin „New Scientist“ berichtet. Die Ergebnisse der Arbeit wurden unter dem Titel „Noninvasive in vivo 3D bioprinting“ veröffentlicht.

Das Verfahren

Gou und sein Team injizierten eine Biotinte aus Hydrogelpartikeln und Knorpelzellen in den Rücken von Mäusen. Dann strahlten sie ohrenförmige Muster aus Infrarotlicht auf die Tinte. Die Hydrogelpartikel wurden durch das Licht zusammengeklebt und haben sich Schicht für Schicht zu einer ohrenförmigen Struktur entwickelt. Die Knorpelzellen bildeten sich dabei um die Hydrogelstruktur herum. Die Mäuse hatten keine besonderen Entzündungen oder Nebenwirkungen nach der Anwendung der Technik.

Aufbau und Beispiele von Konstruktionen der Methode
Gou und sein Team injizierten eine Bio-Tinte aus Hydrogelpartikeln und Knorpelzellen in den Rücken von Mäusen (Bild © Bilder aus dem Artikel in ScienceAdvances).

Auch für andere Bereiche geeignet?

Den Forschern zufolge sei es mit dieser Technik vielleicht möglich, neue Ohren oder andere Körperteile bei Menschen in 3D zu drucken, ohne dass eine Operation nötig wäre. Bisher werden Körperteile wie Rippen, Wirbelsäulen und andere außerhalb des Körpers gedruckt. Die dann folgende Implantation barg immer ein gewisses Risiko.

Ohr Darstellung und Ergebnisse
Die Knorpelzellen bildeten sich um die Hydrogelstruktur herum(Bild © Bilder aus dem Artikel in ScienceAdvances).

Die Forscher hoffen, so auch eine Methode gefunden zu haben, die Menschen mit Mikrotie helfen kann. Die Krankheit verhindert, dass sich die Ohren richtig entwickeln. Es sei auch denkbar, die nicht-chirurgische 3D-Drucktechnik zu verwenden, um beschädigten Knorpel in Nasen, Fingern, Zehen oder Ellbogen zu reparieren, sagt Derek Rosenzweig von der McGill University in Kanada. Bei Defekten an Hüft- und Knieknorpel sei die Methode eher wenig hilfreich, da nahes Infrarotlicht normalerweise nur etwa 2 Zentimeter in den Körper eindringt.

Ohr Darstellung und Ergebnisse
Die Forscher hoffen, mit dieser Methode Menschen mit schweren Ohrendefekten helfen zu können (Bild © Bilder aus dem Artikel in ScienceAdvances).

Weitere Pläne

Gou und sein Team planen, die Technik anzupassen, um beschädigte Organe wie Herz oder Lunge zu reparieren. Dies wird jedoch schwieriger, da Herz und Lunge mehrere Zelltypen enthalten, tiefer im Körper liegen und sich ständig zusammenziehen und entspannen, sagt Rosenzweig. Das Fraunhofer IAP arbeitet im Projekt PolyKARD an biometrischen Polymeren für 3D-Druckanwendungen zur Unterstützung des Herzens.

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