Organe drucken: Wissenschaftler optimieren den 3D-Druck neuer Ohren aus menschlichen Stammzellen

Vielleicht erinnern Sie sich noch an den chinesischen Arzt Dr. Wang Jihua, der im Dezember letzten Jahres ein Ohr am Arm eines Patienten züchtete. Oder für einige von uns noch verstörender, haben Sie noch das Bild einer Maus mit Ohr im Gedächtnis, das vor mittlerweile 15 Jahren um die Welt ging? Damals waren auch alle Wissenschaftler über das Potenzial der Tierversuche erschrocken. Allerdings zeigte sich so auch das Potenzial für technisch hergestelltes Gewebe. Einem Team von Forschern diente das Bild als Inspiration. Sie haben im Laufe der Zeit eine Technik entwickelt, mit der Ohren wachsen lassen können, die aus den Stammzellen der Patienten wachsen.

Federführend bei diesen Forschungsarbeiten waren die Ärzte des Zentrums für Regenerative Medizin an der University of Edinburgh und der University of California in Los Angeles. Die Ärzte fertigen zuerst eine 3D-gedruckte Polymerform des Ohres an, in die die Stammzellen implantiert werden. Erstaunlicherweise verschlechtert sich das Polymergerüst mit der Zeit, übrig bleiben reife Knorpelzellen, die die Form des Ohres eingenommen haben.

Auch am „Royal Hospital for Sick Children“ in Edinburgh wird in dieser Richtung geforscht. Darüber haben wir in unserem Beitrag „Neunjähriges Mädchen erhält dank 3D-Druck neues Ohr“ berichtet.

Wer profitiert vom 3D-Druck eines Ohres?

Derzeit konzentrieren sich die Wissenschaftler auf Kinder, hier legen sie ihren Schwerpunkt wiederum auf die Mikrotie (Ohrmuschelfehlbildung). Dabei handelt es sich um eine angeborene Deformität, das Ohr bleibt unterentwickelt. Bisher wurde für die Gewinnung der Knorpelmasse ein Teil einer Rippe abgetragen, die der Chirurg dann in die Form eines Ohres „schnitzen“ muss. Dieses Verfahren ist allerdings riskant und schwierig.

Wesentlich einfacher wird das Verfahren durch den Einsatz eines Artec-3D-Scanners, der ein digitales Modell des korrekten Ohres des Patienten erstellt und immer häufiger im mediznischen 3D-Druck vorzufinden ist. Dieses Modell wird dann mit einem 3D-Drucker ausgedruckt. Dabei kommen synthetische Polymere zum Einsatz. In das Modell werden die Stammzellen injiziert. Die Forscher sind der Ansicht, dass diese Methode auch anderweitig einsetzbar ist, beispielsweise bei der Reproduktion von Nasen, Knie- und Hüftgelenken. Bis diese Entwicklungen sichtbar werden, können aber einige Jahre ins Land gehen.

Über die weitere Entwicklung von 3D-Druck in der Medizin und im Bereich der Forschung berichten wie wie gewohnt täglich in unserem kostenlosen 3D-Drucker-Newsletter.