Haut aus dem 3D-Drucker – geht das? Wir berichten über aktuelle Forschungen zum 3D-Druck von Haut. Was ist bereits möglich? Was können wir in Zukunft erwarten? Diese Themenseite bietet Antworten auf diese Fragen.
Die Haut ist unser größtes Organ bzw. Sinnesorgan. Sie sorgt dafür, den Körper vor Umwelteinflüssen zu schützen, ist aber auch für den Stoffwechsel und weitere Funktionen zuständig. Die Haut selbst ist aus mehreren Schichten aufgebaut und wird im Lateinischen sowie im medizinischen Sprachgebrauch als Cutis bezeichnet. Bei einem durchschnittlich großen Menschen ist die Haut etwa 1,73 m² groß und wiegt dabei etwa 10 bis 14 Kilogramm. Je nach Beschaffenheit und Körperregion kann sie zwischen 1,5 und 4,0 mm stark sein.
Wie bereits erwähnt, besteht die Haut aus verschiedenen Schichten. Zu diesen gehören
Auch bei den einzelnen Hautschichten wird noch einmal in weitere Schichten unterteilt. So gehört beispielsweise zur Epidermis auch die Hornschicht.
Für die Temperaturregelung des menschlichen Körpers ist beispielsweise die untere Lederhaut zuständig, wozu eine glatte Muskulatur und Blutgefäße beitragen. In der Subcutis befinden sich unter anderem die größeren Blutgefäße, die Nerven, subcutanes Fett- sowie lockeres Bindegewebe. Natürlich beinhaltet die Haut noch viele weitere Elemente, deren Erwähnung hier aber zu weit führen würde.
Seit einiger Zeit forschen Wissenschaftler daran, Haut mit Hilfe von 3D-Druckern herstellen zu können. So haben wir beispielsweise darüber berichtet, dass Wissenschaftler aus Singapur die Machbarkeit des 3D-Drucks pigmentierter Haut bewiesen haben. Aber auch für die Optimierung von Hautpflegeanwendungen wird das additive Verfahren genutzt. Spanischen Forschern gelang beispielsweise die Entwicklung eines 3D-Bio-Druckers, welcher menschliche Haut fertigen kann. Ein chinesisches Unternehmen wiederum nutzt das Bioprinting zur Entwicklung einer künstlichen Haut, mit der dann Kosmetikprodukte getestet werden können. Ein Ziel ist es sicherlich, in Zukunft keine menschlichen Probanden mehr zu benötigen. Auch Poieitis und BASF informierten bereits im Jahr 2015 über ein gemeinsames Projekt, in dessen Rahmen sie eine 4D-Hautherstellung realisieren wollen.
Diese und zahlreiche weitere Beiträge, die den 3D-Druck der Haut zum Thema haben, können Sie in dieser Rubrik nachlesen. Selbstverständlich veröffentlichen wir tagesaktuelle News auch zum Thema 3D-Druck der Haut in unserem Newsletter, dessen kostenloses Abonnement (hier abonnieren) wir Ihnen ans Herz legen möchten.
Die US-Armee arbeitet mit der University of Hawaii an einem Projekt zur Entwicklung von 3D-gedruckter Haut. Ziel ist die Versorgung verletzter Soldaten mit mobilen Bioprintern direkt im Einsatzgebiet.
Am Concord Hospital in Sydney wird eine weltweit einzigartige Methode zur Behandlung von Brandverletzungen getestet: Ein 3D-Druckroboter trägt patienteneigene Hautzellen direkt auf Wunden auf. Entwickelt wurde das System vom Biotech-Unternehmen Inventia Life Science.
Bioprinting gewinnt als Alternative zu Tierversuchen in der Kosmetikindustrie an Bedeutung. Laut Vital3D Technologies, einem 3D-Bioprinting-Unternehmen aus Litauen, ermöglicht die Technologie präzisere Tests durch realistische Nachbildungen menschlicher Haut.
Die 3D Pioneers Challenge 2024, die im Rahmen der Rapid.Tech 3D in Erfurt stattfand, zeichnete das Projekt „3D Printed Electronic Skin“ aus den USA mit dem Hauptpreis aus. Einreichungen aus 25 Ländern und 5 Kontinenten wurden präsentiert.
Forscher der Universität von Oregon haben in Zusammenarbeit mit L’Oréal ein fortschrittliches künstliches Hautmodell entwickelt, das die Eigenschaften menschlicher Haut genauer nachbildet und vielfältige Anwendungen in der Medizin und Kosmetik ermöglicht.
Forscher der Texas A&M University haben eine 3D-gedruckte elektronische Haut entwickelt, die menschliche Haut nachahmt. Die „E-Haut“ bietet Potenzial für die Gesundheitsüberwachung und verbesserte Prothetik.
Wissenschaftler am Rensselaer Polytechnic Institute in New York haben einen bedeutenden Fortschritt erzielt, indem sie erfolgreich Haarfollikel in laborgezüchtetem Hautgewebe mittels 3D-Druck herstellten. Dieser Durchbruch könnte nicht nur eine mögliche Lösung für Haarausfall bieten, sondern auch die regenerative Medizin und Hautgewebe-Engineering revolutionieren. Die Entwicklung zeigt das Potenzial der Automatisierung von Prozessen in der Biomanufaktur von Haut.
Forscher der Columbia University haben eine neuartige Methode entwickelt, um den 3D-Druck von Haut auch für komplexere Körperteile zu ermöglichen. Diese Haut zu züchten dauert bis zu 3 Wochen und wurde am Beispiel für den 3D-Druck der Haut einer menschlichen Hand vorgestellt. Wir stellen die Arbeit der US-Forscher einmal genauer vor.
Schweizer Forscher von der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie künstliche Haut für Roboter mit einem 3D-Drucker herstellen können. Ihr Ziel ist es, lebende künstliche Haut für Roboter zu entwickeln, die sich selbst heilen kann. Wir stellen die Arbeit einmal genauer vor.
Das Schweizer Bioprinting-Start-up mimiX Biotherapeutics kündigt für Januar 2023 eine neue Finanzierungsrunde an. Damit möchte das Unternehmen die klinische Umsetzung seines FastSkin-Gewebes voranbringen. Das 3D-gedruckte FastSkin-Gewebe soll mit Hilfe der 3D-Druck-Technologie die Wundversorgung verbessern.
Forschern der Cornell University ist die Entwicklung von Biomaterial zur Herstellung künstlicher Haut gelungen. Für das Biohybrid-Verbundmaterial verwendeten sie eine Mischung aus Kollagen und einem „zwitterionischen“ Hydrogel. Wir stellen die Forschungsarbeit einmal genauer vor.
Ein Forscherteam aus Italien entwickelte mit 3D-Druck eine künstliche Haut, mit der Roboter in der Lage sein sollen, Kontakte mit Menschen besser zu erkennen. Die 3D-gedruckte künstliche Haut soll die taktilen Sensorfähigkeiten von Robotern verbessern, zu denen Dehnungen, Vibrationen und Wärmeempfinden zählen. Wir stellen die Arbeit vor.
Forschern aus Großbritannien ist der 3D-Druck eines Hautäquivalents mit drei Hautschichten gelungen. Dabei kam die Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM)-Methode zum Einsatz. Mit ihrer Arbeit wollen die Forscher die Wundheilung deutlich verbessern. Am Beispiel der Reparatur von Schweinegewebe demonstrierten die Forscher die Ergebnisse ihrer Arbeit.
Forscher an der School of Dental Medicine der University of Connecticut haben einen Handheld-Biodrucker entwickelt, mit dem volumetrischer Muskelverlust und andere Krankheiten behandelt werden können. Die mit dem Bioprint-3D-Stift hergestellten Gerüste haften um das Gewebe der Verletzung herum und sorgen so für ein Wachstum der Muskelzellen und schnelle Regeneration. Erste Tests mit dem 3D-Biopen verliefen erfolgreich.
Vor zwei Jahren berichteten wir erstmals von dem Handheld-3D-Drucker der Forscher der kanadischen University of Toronto. Mit dem Gerät lassen sich Hautblätter ausdrucken und so Wunden versorgen und die Regenerationszeit erheblich verkürzen. Die Universität vermeldete jetzt einen Erfolg bei den ersten Versuchen an lebendigen Organismen. Der 3D-Drucker für Haut hat damit die nächste, wichtige Entwicklungsstufe erreicht.
US-Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) und der Yale University haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Haut mit funktionierenden Blutgefäßen im 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann. Diese entsteht dank einer speziellen Biotinte. Wir haben uns die Arbeit angesehen.
Die europäische Weltraumorganisation ESA hat zusammen mit dem Universitätsklinikum der TU Dresden Wege untersucht, mittels 3D-Druck Haut und Knochen in Schwerelosigkeit herzustellen. Der 3D-Druck von menschlichem Gewebe im Weltraum soll bei langen Weltraumflügen mögliche Erkrankungen besser heilen oder Verletzungen behandeln können.
Eine Gruppe von US-Wissenschaftlern des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) hat ein neuartiges, mobiles 3D-Bioprinting-System namens WFIRM 3D vorgestellt, mit dem sich Haut direkt auf die Wunde ders Patienten drucken lassen können soll. Erste Versuche zeigen den Erfolg des mobilen 3D-Biodruckers. Die Wissenschaftler sprechen von einem „Durchbruch“.
3D-Bioprinting bringt in der Kosmetik und der Medizin viele Fortschritte. Forscher in Singapur möchten mittels 3D-Bioprinting einer realistischen Hautpigmentierung näher kommen. Die Zwei-Schritt-Bioprinting-Strategie ist ein Schritt in diese Richtung und beweist, der 3D-Druck von pigmentierter Haut ist möglich. Vor allem Menschen die eine Hauttransplantation benötigen, haben so die Möglichkeit, in Zukunft nicht nur körperliche sondern auch psychische Heilung zu erfahren.
Talgdrüsen sorgen für den Glanz in unserer Haut und unserem Haar. Um die Produktion des Talgs in Schach zu halten, bedarf es der richtigen Hautpflege. Um die Talgproduktion und unsere Haut besser zu verstehen, arbeiten BASF und CTIBiotech mit 3D-Hautmodellen. Auf dem NYSCC Cosmetic Congress gaben BASF Care Creations und das Cell Therapy Research Institute CTIBiotech die ersten Ergebnisse bekannt.