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3D-gedruckter Nasenknorpels für die Augmentative Rhinoplastik

Forscher der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) haben ein neues Verfahren für die Rhinoplastik entwickelt, das im Allgemeinen als das Verfahren zur Durchführung von Nasenkorrekturen bekannt ist.

In „Three-dimensional printing of a patient-specific engineered nasal cartilage for augmentative rhinoplasty“ beschrieben, verwendet das Verfahren den 3D-Druck eines Implantats und die anschließende Bioprintierung von Stammzellen, um das Wachstum des Nasenknorpels und eine nachhaltige Struktur zu fördern. Ein solches Verfahren, das gerade bei Mäusen stattfindet, würde eine erhebliche Zeit in Anspruch nehmen, um sich in einer klinischen Umgebung bis zum Menschen zu durchdringen. Es ist jedoch ein vielversprechender Weg zu patientenspezifischen 3D-gedruckten Nasenvergrößerungen mit biologischen Materialien. Noch wichtiger ist jedoch, dass ein ähnliches Verfahren möglicherweise zu einem späteren Zeitpunkt für die Ohren oder anderen Knorpel im Körper verwendet werden könnte. Dies ist ein weiter Weg, aber die Arbeit ist vielversprechend.

Bei der Erforschung traditioneller Rhinoplastikverfahren erwähnen die Forscher zwei der heute typischsten chirurgischen Verfahren, einschließlich des autologen Knorpeltransplantats und des synthetischen Nasenimplantats. Die erste ist organischer in der Natur, da Chirurgen Rippen- und Ohrknorpel nehmen, um die Veränderungen in der Nasenregion zu unterstützen. Es kann jedoch schwierig sein, dem Patienten das notwendige Gewebe zu entnehmen, die Operation dauert lange und kann insgesamt nicht erfolgreich sein. Bei künstlichen Implantaten besteht das Risiko von Entzündungen und Infektionen. Um das Implantat korrekt an die Nase des Patienten anzupassen, ist ein manuelles Schnitzen erforderlich. Das Forschungsteam weist darauf hin, dass es eine Kunst für solche Formen mit einem scharfen Messer gibt, und wenn sie falsch oder ungenau ausgeführt wird, ist die Form möglicherweise deaktiviert, und das Implantat kann auch instabil sein.

Mit dem 3D-Druck – von der besseren Erschwinglichkeit über die Schnelligkeit in der Produktion bis hin zur patientenspezifischen Anpassung – scheint es, dass die Zukunft für solche Verfahren bereits entschieden ist. Die Verwendung von Hydrogelen zur Herstellung von Gerüsten zur Entwicklung von Gewebe im Labor ist keine Neuheit mehr, aber viele haben nicht das erforderliche Maß an Nachhaltigkeit nachgewiesen oder die Fähigkeit, die für Strukturen wie Rhinoplastik geeignete Struktur aufrechtzuerhalten. Die neue Methode des Forschers umfasst die Anpassung eines Nasenimplantats, das 3D-gedruckt und dann mit Zellen injiziert wird.

Foto: SAGE Journals

Die Forschung wurde an Mäusen durchgeführt, da die Wissenschaftler den Knorpel in subkutanen Regionen implantierten, um den Erfolg in der In-vivo-Mikroumgebung zu bewerten.

“Die Ergebnisse bestätigten, dass der künstliche Nasenknorpel unter In-vivo-Bedingungen, die ihn mit physischem Stress umgeben, gut erhalten bleibt”, sagten die Forscher. “Für die Implantation der konstruierten Nasenknorpel in Mäuse wurde eine subkutane Region gewählt, um die physischen Belastungen zu simulieren, die an einer Stelle unterhalb einer Hautschicht auftreten.”

„Der konstruierte Nasenknorpel wurde verschiedenen mechanischen Belastungen ausgesetzt, einschließlich Hautspannung und Biegung aufgrund der natürlichen Biegungsbewegung. Während des Implantationszeitraums behielt das Aussehen der implantierten Stelle die vergrößerte Form bei, ohne dass eine Verformung erkennbar war. Nach 12 Wochen wurden die konstruierten Nasenknorpel entnommen und es wurden keine Schäden durch die physische Umgebung der Implantate beobachtet. Außerdem waren die Implantate mit Blutgefäßen bedeckt und vollständig mit Neo-Gewebe gefüllt.“

Bei der weiteren Erörterung ihrer Ergebnisse weist das Forschungsteam darauf hin, dass in Asien, wo Rhinoplastik beliebt ist, derzeit mehr als 16 Prozent der Patienten mit den Ergebnissen der Operation nicht zufrieden sind und möglicherweise ein anderes Verfahren zur Korrektur der ersten Operation wünschen. Unzufriedenheit mit ihrem Aussehen ist für die Patienten später ein großes Problem. Sie können auch an einer Abstoßung des Implantats oder an schweren Infektionen leiden.

Die Forscher schlagen verbesserte präoperative Prozesse vor, insbesondere bei der Gestaltung der Form des Implantats mit einer Gesichtsbearbeitungssoftware und deren Umwandlung in Dateien für die Modellierung und den 3D-Druck. Danach wird das Hydrogel mit den Patientenzellen gefüllt und in das 3D-gedruckte Nasenimplantat implantiert. Die Forscher erwarten, dass sich die Zellen in so etwas wie den autologen Knorpel verwandeln können, während sie die richtige Form behalten. Sie erklären, dass der Hauptvorteil des 3D-gedruckten Implantats in der „strukturellen Genauigkeit“ liegt, wobei das Hydrogel eine geeignete biochemische Umgebung bietet.

Insgesamt sollte das gesamte Rhinoplastikverfahren für alle Beteiligten kürzer, komfortabler und straffer sein.

„Wir erwarten, dass das entwickelte Verfahren, bei dem computergestütztes Design, dreidimensionaler Druck und aus Geweben stammendes Hydrogel kombiniert werden, bei der Herstellung von Implantaten anderer Gewebearten von Vorteil ist“, schließen die Forscher.

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