Menschliches Herzgewebe im 3D-Druckverfahren hergestellt

[Anzeige_1]

Gadget-Technologie

Mittwoch, 3. Mai 2023, 07:06 Uhr (GMT+7)
07:06 05.03.2023

Wissenschaftler der Stanford University haben Herzgewebe im 3D-Druckverfahren gedruckt. Mit dieser Technik könnte eines Tages der Druck von Herzklappen und sogar eines vollständigen Herzens möglich sein.

Beim Bioprinting in einem Labor der Stanford University werden lebende Zellen verwendet, um organähnliche Strukturen zu erzeugen. Foto: Stanford University .

3D-Drucker verändern die Art und Weise, wie wir Autos, Häuser und sogar Lebensmittel bauen. Nun könnte diese Technologie den gesamten Prozess der Organtransplantation verändern.

Mark Skylar-Scott und ein Team von Bioingenieuren an der Stanford University haben eine Technik zum 3D-Drucken von lebendem Herzgewebe entwickelt. Sie sagen, dass die Technik eines Tages in der Lage sein könnte, lebenswichtige Herzteile wie Klappen und Ventrikel zu drucken, um sie Herzpatienten zu transplantieren, die Ersatz benötigen.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die häufigste Todesursache und kosten der Weltgesundheitsorganisation zufolge jedes Jahr fast 18 Millionen Menschen das Leben. Patienten können Transplantationen erhalten, allerdings kann es innerhalb von 20 bis 30 Jahren zu einer Abstoßung der transplantierten Organe durch den Körper kommen.

Beim 3D-Bioprinting handelt es sich um eine Technik zur Herstellung eines neuen Organs unter Verwendung der körpereigenen Zellen des Patienten. Dadurch wird die Abstoßungsreaktion, bei der das körpereigene Immunsystem fremde Organe angreift, eingeschränkt.

„Das ist das ultimative Ziel, aber viele der grundlegenden Bausteine für diese 3D-Biodrucktechnik sind bereits vorhanden“, sagte Skylar-Scott gegenüber CNET .

Beim 3D-Bioprinting werden lebende Zellen „zusammengebaut“, um organähnliche Strukturen zu schaffen. Dies ist keine neue Technik, aber die Geschwindigkeit war bisher relativ langsam, da jede Zelle einzeln gedruckt werden muss. Selbst wenn man 1.000 Zellen pro Sekunde drucken würde, würde es mehr als tausend Jahre dauern, ein menschliches Herz herzustellen.

Nach dem Bioprinting-Prozess werden künstliche Blutgefäße in das Gewebe eingesetzt. Foto: Stanford University .

Das Team von Skylar-Scott hat einen Weg gefunden, den Prozess zu beschleunigen, indem es Cluster aus Tausenden von Zellen, sogenannte Organoide, druckt, anstatt einzelne Zellen zu drucken. „Wir nehmen Millionen von Organoiden, konzentrieren sie und bringen sie dann mit einem Drucker in Form“, sagte der Bioingenieur.

Nach dem Drucken nehmen die Zellcluster die Form von Herzgewebe an und die Forscher drucken dann ein Netzwerk von „Blutgefäßen“ in sie hinein. Bei den eingesetzten „Blutgefäßen“ handelt es sich eigentlich um röhrenförmige Strukturen, die den menschlichen Venen ähneln und selbst Flüssigkeit pumpen können.

Der nächste Schritt wäre, eine größere Struktur zu drucken, beispielsweise einen funktionalen Teil des Herzens, um sie in ein echtes Herz zu implantieren.

Skylar-Scott sagt, dass innerhalb der nächsten fünf Jahre durch 3D-Bioprinting eine Herzklappe für eine Transplantation hergestellt werden könnte und innerhalb von mindestens zwei Jahrzehnten ein komplettes Herz geschaffen werden könnte.

Bahnbrechende Wissenschaftler

„Pioneers of Science“ ist ein interessantes Buch über die Geschichte berühmter Erfindungen. Um große Beiträge für die Menschheit zu leisten, haben berühmte Wissenschaftler mit Leidenschaft und einem Geist des ständigen Lernens gearbeitet.

Hoang Nam

3D - gedruckte Herzorgantransplantation