Forschung aus Deutschland:

Künstliche Ersatz-Herzklappen aus dem 3D-Drucker

 27. März 2014  Andreas Krämer  

Deutsche Forscher und Wissenschaftler der technischen Universität Berlin arbeiten in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Herzzentrum Berlin an Möglichkeiten voll funktionsfähige Herzklappen mit dem 3D-Drucker herzustellen und beim Menschen einzusetzen. Nach weiteren Jahren Forschung im Bereich des medizinischen 3D-Drucks erhofft man sich von der Erkenntnissen nach Bedarf Organe drucken zu können und so die Organspende überflüssig zu machen.

Auf der Wiener PRINT3Dfuture-Konferenz am 27.März 2014 wird Hartmut Schwindt (Leiter 3D-Labor an der TU Berlin) beschreiben, wie menschliches Gewebe mit der Hilfe eines 3D-Druckers hergestellt werden kann. Seine Vision ist es echte Herzklappen aus menschlichen Zellen drucken zu können aber bis dahin ist es ein langer Weg.

Die Additiven Fertigungstechniken spielen eine wichtige Rolle, da basierend auf der Computertomographie (CT) ein Herzklappengerüst für einen Patienten passgenau gedruckt werden kann. Das Gerüst soll dann mit körpereigenen Zellen bestückt werden, wodurch dann eine echte Herzklappe entstehen könnte. Es soll dabei ein spezieller Kunststoff zum Einsatz kommen, welcher vom Körper abgebaut werden kann.

Herz aus 3D-Drucker
Herz aus dem 3D-Drucker: Bei dem Modell handelt es sich um ein menschliches Herz (Bild © math.tu-berlin.de).

Die Konstruktion soll die Herzklappe in Form halten bis der Körper den Spezial-Kunststoff resorbiert hat. Eine Gewebespende steht am Anfang, aus welcher phasenweise das Zellmaterial entstehen soll. Laut Schwandt aktiviert sich ein Tissue-Engineering-Prozess, wo Herzklappengewebe in einem Bioreaktor aus den Spenderzellen gezüchtet wird. Nach ein paar Monaten soll der Prozess beendet und die Zellen bereit für die Besiedlung des Herzklappen-Gerüstes sein.

Die volle Funktionsfähigkeit soll die Herzklappe dann innerhalb weniger Jahre erreichen. Das 3D-Labor der TU Berlin arbeitet bei dem Projekt mit dem Deutschen Herzzentrum Berlin zusammen. Ein Nachweis zur Machbarkeit des Fertigungsprozesses von A bis Z soll in wenigen Jahren erfolgen. Die Arbeit mit lebenden Zellen und die Versorgung des entstandenen Gewebes sind die größten Herausforderungen vor denen die Medizin in diesem Bereich steht.

Die Forschungen zum medizinischen 3D-Druck steht noch am Anfang, weil Blutgefäße und weitere Versorgungsgewebe bei der Herstellung eine zentrale Rolle spielen. Langfristig könnte es nach jahrelanger erfolgreicher Forschung in der Medizin jedoch möglich sein, mit einem 3D-Drucker ganze Organe zu erschaffen und würde Organspenden in ferner Zukunft sogar überflüssig machen.

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