Britischen Forschern der RCSI University of Medicine and Health Sciences gelang die Entwicklung von Biotinte für den 3D-Druck von Gewebe zur Wundheilung. Die Biotinte ist mit PRP angereichert und soll so eine bessere Vaskularisierung ermöglichen. Wir stellen die Forschungsarbeit vor.
Forscher an der RCSI University of Medicine and Health Sciences in Irland haben laut einer Pressemitteilung eine Biotinte für den 3D-Druck von Gewebe entwickelt. Mit dieser soll der Wundheilungsprozess beim Menschen vorangebracht werden. In das Hydrogel wurde plättchenreiches Plasma (PRP) integriert, das Blut verwendet, um Gewebe zu reparieren. Damit kann das Team regenerative Gerüste herstellen, die Wunden schneller heilen, ohne vernarbtes Gewebe zu hinterlassen und es für chirurgische Anwendungen nutzen.
Ihre Arbeit mit dem Titel „3D Printed Scaffolds Incorporated with Platelet-Rich Plasma Show Enhanced Angiogenic Potential while not Inducing Fibrosis“ wurde im Fachjournal Advanced Functional Materials veröffentlicht.
RCSI-Professor Fergal O’Brien sagt:
„Die vorhandene Literatur legt nahe, dass das bereits in unserem Blut vorhandene PRP zwar zur Wundheilung beiträgt, aber dennoch Narbenbildung auftreten kann. Durch den 3D-Druck von PRP in ein Biomaterialgerüst können wir die Bildung von Blutgefäßen erhöhen und gleichzeitig die Bildung von Narben vermeiden, was zu einer erfolgreicheren Wundheilung führt. Diese Technologie kann potenziell dafür eingesetzt werden, um verschiedene Gewebe zu regenerieren und die ständig wachsenden Märkte für regenerative Medizin, 3D-Druck und personalisierte Medizin deutlich zu beeinflussen.“
Details zur Entwicklung
Unsere Haut zählt zu den größten, wichtigsten und komplexesten Organen des menschlichen Körpers. Werden äußere Schichten verletzt, kann sich die Haut oft selbstständig heilen. Bei größeren Wunden gibt es Narben oder die Zellen können nicht vollständig regenerieren, was zu chronischen Krankheiten führten kann. Um das zu verhindern, wird auf Wundreinigung, Verbandmaterial und Antibiotika oder in extremen Fällen mit Hauttransplantaten gesetzt, um das geschädigte Gewebe zu ersetzen. Transplantate für oft auch große Stellen zu finden, die lebensfähig sind, sind schwer erhältlich.
Das wollen die Forscher mit ihrer Entwicklung ändern. Statt auf teure, oft nur bedingt wirksame Lösungen für Gewebetransplantate zu setzen, schlug das RCSI-Team natürlich vorkommende PRP vor. Doch direktes Auftragen von PRP könnte zu Narbenbildung führen. Die Forscher haben deswegen den Weg des 3D-druckbaren Gerüsts aus Hydrogel entwickelt.
3D-druckbares Gerüst aus Hydrogel
Zu Testzwecken isolierten sie das PRP aus Proben einer Blutbank, bevor sie dies mit einem Photoinitiator und Gelatine zu einer neuartigen Biotinte vermischten. Anschließend druckten sie diese mit einem Allevi II- System zu Gerüsten, die weder Größen- noch Porenprobleme aufwiesen und langsamer als reine Hydrogelproben abgebaut werden. In diesem Artikel haben wir das Allevi-3-System des Herstellers Allevi vorgestellt.
Nach ersten Prototypen untersuchten die Forscher die Freisetzungsrate des Wachstumsfaktors über 14 Tage, was bei Endanwendungen von entscheidender Bedeutung wäre. Es zeigte sich, dass die Gerüste 10% ihres Inhalts als reines PRP freisetzen und sich ihr vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF) am schnellsten verteilt. Das bedeutet, dass diese schneller als aktuelle Implantate vaskularisieren.
In einem weiteren Test transplantierten sie ihr Gewebe auf Hühnerembryonen, die für die Analyse inkubiert und aufgebrochen wurden. Es gelang, die Vaskularisierung um weitere 40 % zu erhöhen und die Bildung sowohl kleiner Blutgefäße als auch Kapillaren auszulösen. Die Forscher gehen davon aus, dass es noch einige Tests erfordert, aber dass ihre Entwicklung zu einem einstufigen Wundheilungsverfahren führen könnte.