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Wissenschaftler des Wake Forest Baptist Medical Centers in den USA ist es gelungen mittels eines selbst entwickelten 3D Bioprinters Knorpelgewebe, Knochen und Muskeln herzustellen, die stabil genug für die Implantation in den menschlichen Körper sind. Die Studie wurde im Nature Biotechnology Journal veröffentlicht.
Die 3D-gedruckten Konstrukte wurden am eigens entwickelten Integrated Tissue-Organ Printer (ITOP) hergestellt und bereits erfolgreich in Mäuse und Ratten implantiert. Die Ergebnisse sind vielversprechend, da die künstlichen Gewebsstrukturen die richtige Größe, Stabilität und Funktion für die Anwendung im menschlichen Körper haben. Eine der größten Herausfordungen im Bioprinting war es bislang Strukturen herzustellen, das stabil genug für die Implantation waren.
Basierend auf digitalen 3D-Daten wird aus einem Hydrogel, welches Zellen enthält, sowie einem biologisch abbaubaren Polymer ein Konstrukt gedruckt, das zur Stabilisierung mit einem temporären Kunststoff überzogen wird. Während die Kunststoffmaterialien nach und nach abgebaut werden, stützen die Strukturen die Formation bis sich die Zellen selbstorganisiert haben.
Bislang haben die Forscher Knorpelgewebe in Form von Ohren, Muskelgewebe sowie einen Teil eines Kieferknochens gedruckt und unter die Haut von Mäuse und Ratten implantiert. Die Ohren haben ihre Form behalten und Knorpelgewebe als auch Blutgefäße haben sich bereits nach zwei Monaten gebildet. Das Muskelgewebe war ebenfalls robust genug um seine Struktur zu behalten und hat Nervenbahnen als auch Blutgefäße gebildet. Der künstliche Kieferknochen, der aus menschlichen Stammzellen gedruckt wurde, hat nach fünf Monaten vaskuläres Knochengewebe gebildet.
Laut dem Autor der Studie und Direktor des Wake Forst Institute for Regenerative Medicine, Anthony Atala, stellt der neue Gewebe- und Organdrucker einen bedeutenden Fortschritt in dem Streben menschliches Ersatzgeweben für Patienten herzustellen dar:
“This novel tissue and organ printer is an important advance in our quest to make replacement tissue for patients. It can fabricate stable, human-scale tissue of any shape. With further development, this technology could potentially be used to print living tissue and organstructures for surgical implantation.”
Während der laufenden Forschungsarbeiten werden nun die Langzeitergebnisse genauer untersucht.
