Forscher der Carnegie Mellon University haben eine Methode entwickelt, mit der beim 3D-Druck von Organmodellen selbst kleinste Verästelungen additiv gefertigt werden können. Den ersten Test gab es mit dem 3D-Druck einer linken Herzkammer. Nach wenigen Tagen begann sie von selbst zu schlagen.

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Forscher der Carnegie Mellon University haben eine Methode entwickelt, die Organzucht im Labor zu verbessern. Wie auf der Website der Universität geschrieben wird, können menschliche Organteile und Organe damit in feinsten Mikrostrukturen erzeugt werden. Eine linke Herzkammer aus Kollagen und Herzmuskelzellen war der erste Test für diese Technik. Die Kammer begann nach wenigen Tagen von selbst zu schlagen. Details dazu wurden im Fachmagazin „Science“ veröffentlicht.

Organgerüste aus Kollagen

Für derartige Gewebestrukturen kommt meist ein Organgerüst aus Kollagen oder speziellen Zellulosegelen zum Einsatz. Auf diesem siedeln sich Zellen an und bilden das gewünschte Gewebe. Es zeigte sich schon öfter, dass der 3D-Druck in der Medizin sehr nützlich sein kann. Wir haben erst vor wenigen Wochen über ein winziges Herz aus dem 3D-Drucker berichtet. Menschliche Haut wurden ebenso entwickelt.

Das Problem mit den Mikrostrukturen

Die Mikrostrukturen menschlicher Gewebe und Organe lassen sich nicht so leicht nachbilden. Doch sie entscheidend, wenn es um die Funktion der Organe geht. Es ist schwierig, das zu Beginn der Prozedur noch flüssige Kollagen für das Grundgerüst in Form zu bringen. Die neue Methode von Andrew Hudson von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh und seinem Team erlaubt feinste Mikrostrukturen aus Kollagen. So können die Forscher nun Organgerüste aus Kollagenfasern von nur 25 Mikrometern Dicke drucken. Zellbesetzte Organteile wurden mit der FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) getauften Methode angefertigt.

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Der Einsatz von Hydrogel

Das Bad in zähem Hydrogel beim 3D-Druck sorgt für winzige Kollagenstrukturen, die nicht aus der Form geraten und Hohlräume und Poren gedruckt werden können. Durch die Verkleinerung der Moleküle auf 25 Mikrometer nimmt die Auflösung der Teile zu. Ist der Druck fertig, härtet die Kollagenlösung aus. Das Organmodell wird erwärmt, wodurch das Hydrogel wegschmilzt. Die FRESH-Methode sorgt dafür, dass auch komplette Organteile, dessen Zellen, biologische Materialien und feinste Verästelungen von Gefäßen möglich sind.

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