Rückenmarksbehandlung durch 3D-gedrucktes Implantat

Ursachen für Rückenmarksverletzungen sind meistens direkte Traumen, wie durch einen Sportunfall oder Verkehrsunfall. Oft können solche Verletzung nur durch sehr lange physiotherapeutische Therapien geheilt werden. Alleine in den USA leiden 285.000 Menschen an einer Rückenmarksverletzung und jedes Jahr kommen weitere dazu. Die Universität Minnesota, USA hat ein Implantat entwickelt, welches helfen kann Nervenbahnen wieder zu verbinden.

Der Grundwerkstoff von dem Implantat ist Silikon, welches genau an die Form des geschädigten Gewebes angepasst ist. Auf beiden Seiten befinden sich dann spezielle Zellen, welche sich mit Nervenzellen verbinden können. Das gedruckte Modell muss chirurgisch eingesetzt werden und sorgt für Linderung der Schmerzen. Ebenfalls können Körperfunktionen wieder zurück gewonnen werden dies ist wichtig, denn nicht nur die Bewegung der Gliedmaßen wird durch das Rückenmark gesteuert, sondern auch der komplette Verdauungsapparat.

“Dies ist das erste Mal, dass jemand neuronale Stammzellen, die aus erwachsenen menschlichen Zellen gewonnen wurden, auf einem 3D-gedrucktes Modell direkt im 3D-Druck drucken und die Zellen im Labor zu aktiven Nervenzellen differenzieren lassen”, sagt Michael McAlpine, Professor an der Universität von Minnesota.

Die Forscher arbeiten bereits zwei Jahre an diesem Verfahren und können jede Art von menschlicher Zelle verwenden, die züchten und sie im Labor zu Stammzellen umprogrammieren. Der Vorteil von Stammzellen ist ihr Potenzial sich zu verändern und zu anderen Zellarten zu werden. Das verwendete 3D-Druckverfahren ermöglicht es Silikon und Zellen mit nur einem Drucker zu drucken, wodurch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Zellen steigt. Das Silikon hilft sogar die Stammzellen am Leben zu halten.

“Der schwierige Teil besteht darin, die Zellen lebendig zu halten. Wir haben mehrere verschiedene Rezepte im Druckprozess getestet”, sagt McAlpine. “Die Tatsache, dass wir etwa 75 Prozent der Zellen während des 3D-Druckprozesses am Leben erhalten und sie dann in gesunde Neuronen verwandeln konnten, ist ziemlich erstaunlich.”

Wer Interesse an der Studie, mit dem Title “3D Printed Stem-Cell Derived Neural Progenitors Generate Spinal Cord Scaffolds” hat, kann diese online hier nachlesen.