Forschern der südkoreanischen Pohang University for Science and Technology gelang es, eine effiziente und kostengünstige Methode zum 3D-Druck menschlicher Haut zu entwickeln. Das dafür eingesetzte Hybrid-Zellen-3D-Druck-System ist sowohl mit Extrusions- und Inkjet-Modulen ausgestattet und kann den 3D-Druck von Haut um das Fünfzigfache beschleunigen.

Anzeige

Viele Wissenschaftler sagen 3D-gedruckter Haut in der rekonstruktiven Chirurgie eine sehr große Zukunft voraus. Obwohl mit Hauttransplantationen schon viel erreicht werden kann, hinterlässt dieses Verfahren doch meist unschöne Narben und sorgt unter Umständen für andere gesundheitliche Probleme. Die Möglichkeit, Hautimplantate völlig neu herzustellen, könnte die Operationen insgesamt einfacher und sicherer machen und zugleich für den Patienten selbst weniger traumatisch erscheinen.

Universitätsgebäude von innen.
Innenansicht des Gebäudes der Pohang University of Science and Technology. (Bild: © postech.edu)

Forscher der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hatten ihre 3D-Druck-Technik bislang dafür verwendet, 3D-gedrucktes Knochengewebe herzustellen. In dem jetzt in der Zeitschrift Biofabrication unter dem Titel „Direct 3D cell-printing of human skin with functional transwell system“ veröffentlichten Papier erläutern sie die Entwicklung eines Hybrid-3D-Druckers, der zwei verschiedene 3D-Druckverfahren einsetzt, um ein neues hautartiges Material auf Kollagenbasis mit einem Polycaprolacton (PCL)-Membran zu erzeugen.

Die Forscher sind der Ansicht, dass dieses neue System eine noch bessere Gelegenheit für den 3D-Druck von Haut bietet als bisher eingesetzte Methoden.

„Obwohl mehrere Ansätze für die Entwicklung biometrischer menschlicher Hautmodelle erforscht wurden, könnten die derzeitigen Hautmodelle, die immer noch auf mehrstufigen Herstellungsverfahren mit Polydimethylsiloxan (PDMS) Chips und handelsüblichen Zellkultureinsätzen beruhen, begrenzt sein“, so der führende Autor der Studie, Professor Dong-Woo Cho. Die Forscher denken, dass ihre neue Methode diese Einschränkungen überwinden könnte. „In dieser Hinsicht könnte [unsere] 3D-Zelldrucktechnik eine neue Ära für fortgeschrittene Hautmodelle einleiten“, sagte Cho.

Besonderheiten des neuen Verfahrens

Das Geheimnis des neuen Haut-3D-Druckers liegt in den beiden Abscheidungsmethoden Extrusion und Strahlen. Der Drucker nutzt Extrusions- und Inkjet-Module gleichzeitig und ermöglicht so die Fertigung kollagenbasierten Materials mit einem PCL-Membran. Diese beiden Substanzen erzeugen eine Struktur, die der menschlichen Haut sehr ähnlich ist.

„PCL ist ein biologisch abbaubarer Polyester, der die Kontraktion von Kollagen während der Reifung des Gewebes verhindert. Mittlerweile haben wir das Inkjet-basierte Dispensiermodul verwendet, um Keratinozyten – den vorherrschenden Zelltyp in der äußersten Schicht der Haut – auf die neu konstruierte Haut gleichmäßig zu verteilen“ so Cho weiter.

Professor Dong-Woo Cho.
Der Leiter des Forscherteams Prof. Dong-Woo Cho. (Bild: © postech.edu)

Das Forscherteam der Pohang University unter der Leitung von Professor Dong-Woo Cho hat bereits ein 3D-Druck-Hautmodell angefertigt, welches ohne den Einsatz von Zellkultureinsätzen reifen kann. Auch nach 14 Tagen zeigte das Modell eindrucksvolle biologische Eigenschaften, darunter eine stabilisierte fibroblastengestreckte Dermis und geschichtete Epidermisschichten, wie die Forscher in ihrem Forschungsbericht schreiben.

Der 3D-Druck der Haut ist natürlich schon eine enorme Leistung, hinzu kommt aber hier noch der Faktor, dass das neue Verfahren deutlich günstiger sei als bislang angewandte Techniken.

„Unsere neue Methode ist etwa 50-mal billiger als alternative Methoden und erfordert 10-mal weniger Basismaterial. Wir hoffen, dass dieser neue Single-Step-Prozess eine attraktive und nützliche Plattform für die Konstruktion von voll funktionsfähiger menschlicher Haut werden kann“, so Cho abschließend.

Über die neuesten Entwicklungen im Bioprinting informieren wir Sie auch in Zukunft regelmäßig in unserem kostenlosen 3D-Drucker-Newsletter und auf 3D-grenzenlos.de.

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 44. Kalenderwoche 2020

Platzierung3D-DruckerAktionspreisAktion / GutscheinZum AngebotInfos zum Gerät
1Artillery Sidewinder-X1333,03 €

Y573BE9B17953000

kaufenProduktvorstellung lesen
2TRONXY X5SA327,89 €

A573A69663D53001

kaufen
3Tronxy XY-2 Pro155,69 €

M573A8A382112001

kaufen
4Artillery GENIUS241,34 €Flash SalekaufenTestbericht
5Flsun Q5172,14 €

J53599F7415EB001

kaufen
6Flsun QQ S Pro249,99 €

W4FFA008885EB001

kaufen
7NOVA3D Bene4249,99 €Flash Salekaufen
8EcubMaker TOYDIY477,63 €Flash Salekaufen
9LONGER LK4 Pro225,33 €Flash Salekaufen
10ANYCUBIC Mega-S179,74 €Flash Salekaufen
OUTQIDI TECH X-Max1.199,00 €kaufen
OUTQIDITECH Large X-Plus687,14 €kaufen
OUTANYCUBIC Mega X343,14 €kaufenTestbericht
OUTAnycubic Chiron368,94 €kaufen
OUTAlfawise U30 Pro237,35 €kaufen
OUTFlying Bear Ghost 4S309,59 €kaufen
OUTCreality Ender 3153,94 €kaufen
OUTELEGOO Mars
241,37 €kaufen
OUTCreality CR-10 V2429,14 €kaufen
OUTEcubMaker 4 in 1545,58 €kaufen
OUTAnycubic Photon-S372,53 €kaufen
OUTANYCUBIC MEGA ZERO160,57 €kaufen
OUTAlfawise U30171,99 €kaufenTestbericht
OUTAlfawise U20269,6 €kaufenTestbericht
OUTCreality Ender 3 V-Slot187,63 €kaufenTestbericht
OUTTronxy D01426,39 €kaufen

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen