Gesundheit

Gedruckte Blutgefässe: Neue Methode macht künstliche Organe transplantierbar

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

Dank eines neuen 3D-Druckverfahrens lassen sich nun erstmals Blutgefäße für künstliche Organe nicht nur einzeln, sondern in Form eines Netzwerks herstellen.

Die Hoffnung auf menschliche Organe aus dem 3D-Drucker existiert schon so lange wie die Geräte selbst. Trotz einiger Fortschritte bestand das Problem bisher jedoch darin, die Transplantate an das kardiovaskuläre System des menschlichen Körpers anzuschließen. „Fast alle Gewebearten und Organe benötigen Blutgefäße, um überleben und funktionieren zu können“, erklärt Professor Shaochen Chen von der University of California in San Diego. Deshalb entwickelte er zusammen mit seinem Team ein 3D-Druckverfahren, mit dem sich erstmals ein ganzes Geflecht an Gefäßen erzeugen lässt.

Dabei zerlegt ein Computer das 3D-Modell eines Adersystems in winzige Einzelbilder, die er dann an Millionen mikroskopisch kleine Spiegel überträgt. Diese projizieren die Aufnahmen mittels UV-Licht in eine chemische Lösung, die lebendige Zellen sowie Polymere enthält, die durch Licht aushärten. Auf diese Weise wird das Modell schichtweise ausgedruckt, wodurch ein 3D-Polymergeflecht entsteht, das die lebendigen Zellen umschließt. Letztere wachsen innerhalb eines Tages zusammen und bilden damit schließlich die fertigen Blutgefäße.

Blutgefässe könnten 175.000 Leben jährlich retten

Während bereits existierende Verfahren nur ein einzelnes Gefäß drucken können und dafür Stunden benötigen, erzeugt die neue Methode in wenigen Sekunden ein fein verästeltes Adernetzwerk. „Im Vergleich dazu produzieren andere 3D-Drucktechniken Strukturen, die sich als verpixelt bezeichnen lassen“, sagt Wei Zhu aus Chens Forscherteam. So entstehen auf einer Fläche von vier mal fünf Millimetern Blutgefäße, die zusammen so dick wie zwölf menschliche Haare sind. Hinzu kommt, dass die neue Methode günstiger als frühere Techniken ist und auf Stoffen basiert, die biokompatibel sind.

Die neue 3D-Druckmethode erzeugt ein Geflecht mikroskopisch kleiner Blutgefäße.
Die neue 3D-Druckmethode erzeugt ein Geflecht mikroskopisch kleiner Blutgefäße. Bild: UC San Diego (Montage)

Im Gegensatz zu früheren Verfahren lassen sich die künstlich erzeugten Blutgefäße damit nun problemlos ins Adersystem des menschlichen Körpers integrieren. Um dabei Abstoßreaktionen des Immunsystems zu verhindern, sollen die 3D-Drucker künftig mit individuell von den Patienten gewonnen Stammzellen arbeiten.  In ein paar Jahren wollen die Wissenschaftler ihre Erfindung in klinischen Studien testen. Verlaufen sie erfolgreich, könnte das jährlich rund 175.000 Menschen retten. Diese müssten sich dann nicht mehr auf Transplantationslisten eintragen, sondern bekämen ein neues Organ inklusive Blutgefäßen aus dem 3D-Drucker.

Cover-Foto: Flickr – Army Medecine (CC BY 2.0) – Montage

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