Home Forschung & Bildung Versehen beim 3D-Bioprinting führt zu bioaktivem “Gewebe-Papier” für Regeneration von Organen

Versehen beim 3D-Bioprinting führt zu bioaktivem “Gewebe-Papier” für Regeneration von Organen

Wissenschaftler der Northwestern University in den USA haben eine Reihe von bioaktivem Gewebe-Papier entwickelt, das zukünftig im Tissue Engineering, bei der Regeneration von Organen oder auch zur natürlichen Unterstützung der Hormonproduktion bei jungen Krebspatientinnen eingesetzt werden könnte.

Das “Gewebe-Papier”, wie es die Forscher nennen, besteht aus Strukturproteinen, die durch Dezellularisieren – der Entfernung aller zellulären Bestandteile – aus verschiedensten Geweben wie Herz, Leber, Muskel oder auch Eierstöcke gewonnen werden. Diese extrazelluläre Matrix enthält verbleibende Biochemikalien und die Proteinstruktur der Organe aus denen sie stammt und kann dadurch Zellen stimulieren. Die Proteine werden zusätzliche mit einem Polymer kombiniert um das Material flexibel zu machen.

Entstanden ist das neuartige, bioaktive Material durch ein Versehen beim 3D-Bioprinting im Labor von Ramille Shah, Assistant Professor and der Feinberg School of Medicine und der McCormick School of Engineering. Shah und ihr Team konnten unter anderem bereits Erfolg mit implantierten 3D-gedruckten Eierstöcken bei Mäusen verzeichnen. Durch das unabsichtliche Verschütten von Eierstock-Biotinte stellte Adam Jakus, Erstautor der Studie fest, dass sich das verschüttete Material bereits als flaches Blatt verfestigt hatte:

“Als ich es versucht habe aufzuheben, hat es sich fest angefühlt. Sofort wusste ich, dass ich größere Mengen an bioaktiven Materialien auch aus anderen Organen herstellen kann.”

In ihrer Studie hat das Team Gewebe-Papier durch die Verarbeitung der Organe von Kühen und Schweinen, wie Eierstöcke, Leber, Nieren, Herz und auch Muskelgewebe hergestellt. Jedes dieser Papiere hat die spezifischen zellulären Eigenschaften des Organs aus dem es stammt.

Laut Professor Shah hat das neue Biomaterial Potential für den Einsatz in der Gewebezüchtung, der Regenerativmedizin sowie für Anwendungen im Bereich der Arzneimittelforschung und der therapeutischen Nutzung. Bei der Wundheilung könnte das Gewebe-Papier die Heilung durch die Signalisierung nötig für die Geweberegeneration beschleunigen.

Im Labor von Teresa Woodruff, Wissenschaftlerin für Reproduktionsmedizin, wurde ein Gewebe-Papier gewonnen aus einem Rindereierstock für die in-vitro Herstellung von Follikel verwendet. Diese Follikel produzierten auch die für die Funktion und Reifung notwendigen Hormone.

“Dies könnte eine weitere Möglichkeit sein um die normale Hormonfunktion bei jungen Krebspatientinnen wiederherzustellen, die als Folge von Chemo- oder Strahlentherapie zerstört wurde,” erklärt Woodruff.

Zudem stellten die Wissenschaftler fest, dass mit dem Gewebe-Papier auch das Wachstum von menschlichen Stammzellen gefördert werden kann.

Die Studie mit dem Titel “Tissue Papers” from Organ-Specific Decellularized Extracellular Matrices wurde im Fachmagazin Advanced Functional Materials veröffentlicht.

'Origami Organs' can potentially regenerate tissues
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