Mit SLATE, einem Stereolithographie-Gerät für das Tissue Engineering, ist es Wissenschaftlern gelungen, komplexe Gefäßnetze des Körpers, die natürliche Durchgänge für Blut, Luft, Lymphe und andere lebenswichtige Flüssigkeiten nachahmen, künstlich und im 3D-Druckverfahren anzufertigen.

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Logo Rice UniversityJordan Miller, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Brown School of Engineering der Rice University, sieht laut der Pressemitteilung der Universität in der Unfähigkeit, komplexe Gefäßsystem zu drucken, das dicht besiedelte Gewebe mit Nährstoffen versorgen kann, die größte Hürde für funktionellen Gewebeersatz.

Stereolithographie im Tissue Engineering

Bei der vom Team entwickelten Open-Source-Bioprinting-Technologie SLATE – „Stereolithography apparatus for tissue engineering“ – werden einzelne Schichten unter Verwendung einer flüssigen Vorhydrogel-Lösung gedruckt. Wird die Lösung blauem Licht ausgesetzt, verfestigt sie sich.

Organe haben ihre eigenen Gefäßnetzwerke wie Atemwege und Blutgefäße der Lunge sowie die Blutgefäße und Gallenwege in der Leber. Diese sind miteinander verflochten und die Architektur ist selbst eng mit der Gewebefunktion verbunden. Bei den Bioprinting-Technologien, die Miller und sein Team die Herausforderung der Mehrfachvaskularisierung direkt und umfassend angehen, sind die Forscher Vorreiter.

Organ, das Lunge nachahmt (Screenshot Video)
3D-gedrucktes Gewebe könnte langfristig dringend benötigte Organspenden ersetzen (Bild © Screenshot YouTube Video „Bioengineers clear major hurdle on path to 3D printing replacement organs“).

Funktioneller Gewebeersatz statt Organspende

Funktioneller Gewebeersatz kann sich tief greifend auf Organspenden auswirken. Der Organmangel ist weltweit ein Problem. Allein in den USA warten 114.000 Menschen auf eine Organspende. Nach Transplantationen müssen diese dann weiterhin Immunsuppressiva nehmen, um eine Abstoßung zu verhindern. Biogedruckte Organe könnten das beenden.

Herz und Hirn sind eher kompliziertere Organe. Die Leber ist mit 500 Funktionen eines der komplexesten Organe. Fällt diese aus, kann sie kaum komplett durch Maschinen oder Therapien ersetzt werden. 3D-gedruckte menschliche Organe könnten eines Tages als Leberersatz diese Situation ändern. Auch Aleph Objects und FluidForm wollen den 3D-Biodruck von funktionellem Gewebe optimieren.

3D-gedruckter Gewebeersatz

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