Beim Forschen an Bioprinting: Forscher entdecken zufällig beim Forschen an Bioprinting ein beliebig faltbares Gewebepapier aus Protein zur verbesserten Krebsheilung

 10. August 2017  Andreas Krämer  

Dem Forschungsleiter Adam Jakus von der Northwestern University in Illinois (USA) sind bei seinen Forschungen am 3D-Druck von Knochen eher zufällig ein innovatives Gewebepapier gelungen. Das „Papier“ aus Protein kann zur besseren Krebsheilung beitragen.

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Ein Forscherteam der Northwestern University hat ein neuartiges Material entwickelt mit dem menschliches Gewebe regeneriert werden kann. Hierbei wird zu Pulver verarbeitetes Protein von Tierorganen in spezielles Papier eingearbeitet. Ist das Papier im festen Zustand, kann es gefaltet werden und ist es nass, lässt es sich an Gewebe nähen. Auf die Möglichkeiten des Materials waren die Wissenschaftler zufällig gestoßen.

Der Forschungsleiter Adam Jakus beschäftigte sich mit 3D-Druck-Tinte, vor dem Hintergrund Knochen per 3D-Drucker reparieren zu können. Die Tinte wurde aus Eierstockzellen hergestellt, dabei geschah Jakus ein Missgeschick und die Flüssigkeit landete auf den Boden. Hierbei formte sich eine Art trockenes Blatt, lautet es in einer Pressemitteilung (Video siehe unten). Als er versuchte es aufzuheben, fühlte es sich fest an. In diesem Moment wusste er, dass er große Mengen bioaktiven Materials aus anderen Organen herstellen kann.

Gewebe-Protein
Ein Frosch: Das Gewebe-Papier aus Protein ist wie beim Origami beliebig faltbar (Bild © Screenshot: 3D-grenzenlos; Bildquelle: Youtube/NorthwesternU).

Auf den Heilungsprozess eines Patienten wirkt sich das „Gewebepapier“ positiv aus. Zur Wundheilung soll das Gewebe-Papier nach Angaben der Wissenschaftler ebenfalls geeignet sein. Nach einer Chemotherapie ist bei vielen Krebspatienten der Hormonhaushalt ins Ungleichgewicht geraten und hier soll das entwickelte Material seine Unterstützung leisten.

Wie Co-Autorin Teresa Woodruff in der Mitteilung erklärte, könnte das Gewebepapier eine Möglichkeit sein, den normalen Hormonhaushalt junger Krebspatienten wiederherzustellen, die oft ihre Hormonfunktionen als Reaktion auf Chemotherapie und Strahlung einbüßen. Woodruf entschied sich, bei dem Papier für das Eierstockgewebe eines Rindes mit dem Ziel künstliche Eibläschen zu züchten. Hier wurden Hormone kultiviert, welche für den Reifeprozess erforderlich sind.

Organe oder Gewebe werden für die Herstellung des Papiers benötigt, indem die Zellen entfernt und das dabei übriggebliebene Protein zu Pulver verarbeitet. Das Proteinpulver wird in das Papier eingearbeitet und zeigt die gleichen Eigenschaften wie das Ursprungsorgan. Die Zellen des Empfänger sollen so stimuliert und die Regeneration angeregt werden. Nach den Worten der Co-Autorin Ramille Shah habe diese neue Klasse von Biomaterial das Potential für Gewebe-Bearbeitung und regenerative Medizin. Das Material sei vielseitig und operationsfreundlich.

Britische Forscher entwickelten im Frühjahr 2016 ein neues, preiswertes Bioprinting-Verfahren, das mit normalen Licht statt UV-Licht arbeitet. Die Biotinte wird zum Beispiel mit einem handelsüblichen Protektor ausgehärtet, um Knochen, Knorpel oder Gewebe per 3D-Druck schichtweise aufzubauen. Australien plant mit dem am Herston Health Precinct eingerichteten Biofabrication Institute die Erforschung und Herstellung von Gewebe, Knochen und Organen mit Einsatz von 3D-Druckern.

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