Die Erfindung des 3-D-Druckers wurde bereits 1989 als revolutionär angesehen, doch dauerte es noch eine ganze Weile, bis die Geräte sich in Industrie und Medizin etablierten. Jetzt soll sogar menschliches Ersatzgewebe aus dem Laserdrucker kommen, doch die Technik ist kompliziert und Gewebezellen sind sehr empfindlich. Die Wissenschaftler tasten sich Stück für Stück an das Thema heran.


Im Jahr 2006 hat die Stammzellenforschung einen großen Sprung gemacht.

Adulte Stammzellen lassen sich reprogrammieren und nutzen

Vollständige funktionsfähige Organe lassen sich bislang noch nicht drucken, aber die Forscher befinden sich längst auf dem Weg dorthin. Als Grundlage dienen adulte Stammzellen, die sich bereits auf die Blutproduktion oder Knochenheilung spezialisiert haben. Seit 2006 besteht die Möglichkeit, diese Erwachsenenstammzellen zu reprogrammieren, sodass sie sich wie ihre embryonalen Verwandten zu verschiedenartigen Gewebestrukturen entwickeln können. Und genau dieser Schritt bildet die Grundlage für das Bioprinting.

Aus Stammzellen entstehen bis zu 98 % reine Herzmuskelzellen

Im LEBAO, dem Leibnitz Forschungslaboratorium für Biotechnologie und künstliche Organe, stehen zahlreiche Mini-Bioreaktoren, die adulte Stammzellen zur Reifung und Differenzierung anregen. Mit diesen kleinen, aber kostbaren Helferlein lassen sich höhere Zellzahlen als je zuvor produzieren, in genügend großer Menge für die reale Therapie. Aktuell gelingt es den hiesigen Wissenschaftlern, aus menschlichen Stammzellen bis zu 98 % reine Herzmuskelzellen herzustellen, ein Rekord, der an Perfektion grenzt. Bis zum fertigen Organ ist der Weg trotzdem noch sehr, sehr weit – und doch liegt das Ziel schon näher als bei den Mini-Organen North Carolina.


Eine spannende Vorstufe zu funktionierenden Organen wäre das Stammzellenpflaster, das bei einem Herzinfarkt auf das zerstörte Herzgewebe geklebt wird, um diesen Bereich komplett wieder zu regenerieren. Auch Hautverbrennungen ließen sich auf ähnliche Weise heilen, Ziel ist es, dass der Körper genauso gesund wird wie zuvor.

Die spannende Suche nach der passenden Biotinte

Aus eigenen Stammzellen gedruckte Organe würden keine Abstoßungsreaktionen hervorrufen, und die Wartezeiten könnten sich drastisch reduzieren. Was jedoch noch fehlt, ist die passende Biotinte als Träger für die lebenden Zellen – und ein Drucksystem, das nicht verklebt oder die Zellen zerquetscht. Auch hieran wird fleißig gearbeitet: Biotinten müssten, so die aktuellen Erkenntnisse, sich den Bedürfnissen der jeweiligen Zellen anpassen und sie zuverlässig am Leben erhalten. Verschiedene Hydrogele bieten ähnliche Bedingungen wie die natürliche Zellumgebung im Körper, doch aus ihnen entstehen nur puddingartige Gebilde ohne stabile Konsistenz. Alginate, die im Printverfahren gern und häufig genutzt werden, formen hingegen solide Gebilde, doch die Zellen verweigern in ihnen die Gewebebildung.

Auch am Laserdruckverfahren wird noch gefeilt

Ähnliche Hindernisse ergeben sich auf der Suche nach dem passenden Druckverfahren: Ein spezialisierter Laserdruck scheint die beste Methode darzustellen, um Organe auszudrucken. Allerdings neigt die Technik dazu, sich mit der Biotinte zu verkleben oder die Zellen zu zerdrücken. Es wird also noch einige Zeit dauern, bis die Medizin keine Spenderorgane mehr benötigt und sich ein selbständiger organproduzierender Zweig entwickelt hat. Doch es gibt jede Menge Hoffnung für die Zukunft, auch dafür, dass der illegale Organhandel irgendwann endlich ein Ende findet.

Quelle: cdn-storage.br.de

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