3D-Biodrucker soll menschlichen Meniskus auf der ISS drucken

Das Knie ist nicht nur eines der größten und komplexesten Gelenke des Körpers – es ist auch sehr verletzungsanfällig. Eine der häufigsten orthopädischen Verletzungen ist der Riss des Meniskus, eines halbmondförmigen Knorpelstücks im Knie. Um die Patientenversorgung zu verbessern und wirksamere Methoden zur Behandlung von gerissenem Gewebe zu entwickeln, nutzen die Forscher von Redwire Space die Mikrogravitationsumgebung des nationalen Labors der Internationalen Raumstation (ISS).

Das Knie ist nicht nur eines der größten und komplexesten Gelenke des Körpers – es ist auch sehr verletzungsanfällig. Eine der häufigsten orthopädischen Verletzungen ist der Riss des Meniskus, eines halbmondförmigen Knorpelstücks im Knie. Jedes Knie hat zwei Menisken, die die freie Beweglichkeit des Gelenks ermöglichen. Die derzeitige Behandlung eines gerissenen Meniskus ist nicht ideal, denn sie besteht darin, das gerissene Segment zu entfernen oder zu reparieren, was letztlich zu einem erhöhten Risiko für Arthritis oder einen Knieersatz führen kann, da das betroffene Gelenk seine Dämpfung verliert. Um die Patientenversorgung auf der Erde zu verbessern und wirksamere Methoden zur Behandlung von gerissenem Gewebe zu entwickeln, nutzen Forscher von Redwire Space die Mikrogravitationsumgebung des nationalen Labors der Internationalen Raumstation (ISS).

Die verbesserte BioFabrication Facility (BFF) von Redwire startete im November zur Raumstation. Jetzt, wo die BFF installiert ist, ist sie bereit, ihre Druckmuskeln spielen zu lassen. Die erste Aufgabe der Anlage ist die Herstellung eines menschlichen 3D-gedruckten Meniskus in Originalgröße. Mit Hilfe von Material, das mit der bevorstehenden 27. kommerziellen CRS-Mission (Commercial Resupply Services) von SpaceX gestartet wird, wird das Meniskusgewebe auf der Station gedruckt und dann zur Analyse auf die Erde zurückgebracht. Auf der Erde ist der Druck von Weichteilen aufgrund des Einflusses der Schwerkraft eine Herausforderung, weshalb Redwire seinen Bioprinter mit ins All nimmt.

“Der BFF ist eine bahnbrechende Technologie, die erhebliche Auswirkungen auf die Zukunft der menschlichen Gesundheit und der Patientenversorgung auf der Erde haben könnte”, sagte Rich Boling, ein Vizepräsident von Redwire. “Gedruckte Gewebe könnten nicht nur in Patienten implantiert, sondern auch als Modelle für die Arzneimittelforschung verwendet werden, was neue Wege für die Erprobung von Therapeutika eröffnen würde.”

Die Untersuchung zum Druck eines vollständigen menschlichen Meniskus baut auf früheren Forschungsarbeiten aus dem Jahr 2019 auf, als das BFF Herzgewebe und einen Teilmeniskus druckte. Bei dieser nächsten Iteration wird eine verbesserte BFF verwendet, die eine bessere Temperaturkontrolle beim Drucken ermöglicht, sowie ein verbessertes Bildgebungssystem, mit dem das Team die Drucke besser kontrollieren kann.

Laut Boling ist der Meniskus das perfekte Gewebe, um damit zu beginnen, nicht nur, weil viele Menschen Knieverletzungen haben, sondern auch, weil es ein gutes Gewebe ist, um den BFF zu testen.

“Der Meniskus ist großartig, weil er sehr avaskulär ist, d. h. er hat keine Blutgefäße, was beim 3D-Druck in großem Maßstab oft hinderlich ist”, sagte er. “Wenn man ihn druckt, ist man also schon näher am menschlichen Gewebe, als wenn man mit dem Druck eines Herzens beginnt.

Boling sagt, dass dies dem Unternehmen die Möglichkeit gibt, das Drucksystem kontinuierlich zu verbessern, was Redwire dabei helfen wird, sein ultimatives Ziel zu erreichen, ganze Organe im Weltraum zu drucken. Während dieser Meilenstein wahrscheinlich noch viele Jahre entfernt ist, könnte die BFF in naher Zukunft ein wertvolles Instrument für die Prüfung der Wirksamkeit von Medikamenten sein. In der Anlage können Organoide gedruckt und kultiviert werden, die menschlichen Organen ähneln, aber künstlich hergestellt sind. An diesen Organoiden können neue Arzneimittel getestet werden, so dass Forscher aussagekräftige Daten sammeln können, die bei der Modellierung von Krankheiten und der Entwicklung von Arzneimitteln sowie bei der Weiterentwicklung der Gewebezüchtung hilfreich sind.

SpaceX CRS-27 soll frühestens am 14. März um 20:30 Uhr EDT starten. Diese Mission wird mehr als 15 von den ISS National Labs gesponserte Nutzlasten beinhalten.

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