US-amerikanische Forscher aus der Hernienchirurgie des Baylor College of Medicine haben eine neuartige Methode entwickelt, mit der sie mit Hilfe von 3D-Druck chirurgische Netze für den Einsatz in der Behandlung von Hernien herstellen. Diese sollen häufig vorkommende Komplikationen wie Entzündungen deutlich reduzieren. Erste Tests verliefen erfolgreich.

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Mit einem 3D-gedruckten Netz haben Forscher am Baylor College of Medicine laut einer Pressemitteilung die innovative Behandlung für Hernien vorgestellt. Das Netz besteht aus phosphatvernetztem Polyvinylalkoholpolymer (X-PVA). Die Arbeit der Forscher wurde in einer Studie mit dem Titel „3D‐Bioprinted Inflammation Modulating Polymer Scaffolds for Soft Tissue Repair“ im Fachjournal Advanced Materials veröffentlicht.

Postoperative Komplikationen reduzieren

Wird die Hernie verletzt, dann können sich intraabdominale Inhalte wie eine Darmschleife durch schwache, defekte oder verletzte Bereiche der Bauchdecke quetschen. Bevor es zu Komplikationen kommt, empfiehlt es sich, die Verletzung mit einem chirurgischen Netz zu behandeln. Das Prothesennetz wird chirurgisch implantiert und stützt so die Bauchdecke. Das erleichtert den Heilungsprozess. Mit Netzen, die aktuell zum Einsatz kommen, kann es jedoch zu postoperativen Komplikationen kommen.
Die Forscher optimierten die Eigenschaften, wodurch das Netz mehrere Monate dem maximalen Bauchdruck standhält und seine Festigkeit beibehält.

Dr. Crystal Shin, Assistenzprofessor für Chirurgie am Baylor College of Medicine und Hauptautor dieser Studie, erklärt:

„Obwohl Herniennetzimplantate mechanisch stark sind und das Bauchgewebe unterstützen, wodurch sich der Patient zunächst wohl fühlt, ist es ein häufiges Problem, dass das Implantat etwa drei Tage nach der Operation Entzündungen auslösen kann, die in zwei bis drei Wochen die Organe in der Nähe betreffen. Um diese Komplikationen anzugehen, entwickelten wir einen nicht-pharmakologischen Ansatz, indem wir ein neuartiges Netz entwarfen, das neben der mechanischen Unterstützung der Verletzungsstelle auch als solche fungiert ein entzündungsmodulierendes System. Eine wichtige Neuerung in unserem Design ist die Entwicklung eines Biomesh, das Entzündungen reduzieren und infolgedessen die Gewebeadhäsion am Netz minimieren kann, was zu Schmerzen und Versagen der Operation führt.“

3D-gedrucktes Biomesh

Das Netz kann im Körper aufgrund von Adhäsionen der Organ schrumpfen und zu Schmerzen führen. Entzündungen sind ebenfalls ein ernstes Problem, wie Dr. Ghanashyam Acharya, Associate Professor für Chirurgie am Baylor College, erklärt.

Acharya weiter:

„Derzeit wird die Entzündung mit Medikamenten oder entzündungshemmenden Medikamenten kontrolliert, aber diese Medikamente stören auch den Heilungsprozess, weil sie die Migration von Immunzellen zur Verletzungsstelle blockieren.“

3D-gedrucktes Biomesh
Das 3D-gedruckte Netz (im Bild) soll Entzündungen und die Gefahr von Komplikationen reduzieren (Bild © Baylor College of Medicine).

Entzündungsmediatoren (Zytokine) treten dort auf, wo das Netz implantiert wird. Die Zytokine sind aufgrund des Vorhandenseins von Aminosäuren positiv geladen. Die Forscher gehen davon aus, dass Biomesh mit einer negativen Oberflächenladung die positiv geladenen Zytokine einfangen würde. Das Einfangen der Zytokine verringert ihre entzündliche Wirkung und verbessert den Heilungsprozess. In weiteren Tests zeigte sich, dass das neu entwickelte Biomesh postoperative Komplikationen der Hernienreparatur effektiv minimiert. Da Hernien durchaus nicht selten vorkommen, wäre der erfolgreiche Einsatz des Biomesh der Forscher ein Fortschritt in der Behandlung von Hernien.

Auch andere Forscher haben Behandlungswege für diesen Bereich erarbeitet. Im Vorjahr berichteten wir über eine Möglichkeit, mit einer neuartigen Tinte direkt Gewebe am Körper zu drucken. Ein weiteres Team des renommierten MIT hat im Jahr 2019 eine Methode für den 3D-Druck eines starken neuartigen Netzes für Orthesen und mehr entwickelt.

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