Technologie

Medizin-Unternehmen wetteifern beim Einsatz von 3D-Druckern

Menschliche Zellen eignen sich zum Einsatz in 3D-Druckern. Daher werden künftig Organe bei Bedarf einfach gedruckt.

Künftig sollen für Patienten ganze Organe individuell gedruckt werden. (Foto: Flickr/Tareq Salahuddin)

Künftig sollen für Patienten ganze Organe individuell gedruckt werden. (Foto: Flickr/Tareq Salahuddin)

Künftig könnten menschliche Organe mithilfe von 3D-Druckern entstehen. Die 3D-Technologie wird heute bereits genutzt, um Ersatzteile, Nahrung, Waffen und vieles mehr herzustellen. Sie nutzt flüssige Materialien, die beim Drucken Schicht für Schicht aufgetragen werden und härten. Grundlage ist ein digitales Modell des zu fertigenden Gegenstands.

Schon heute werden 3D-Drucker in der Medizin verwendet, etwa in der Zahnmedizin für harte Kronen, Caps und Brücken sowie für Prothesen. Im vergangenen Jahr wurde eine Struktur gedruckt, die bei einem Patienten mehr als 75 Prozent seines Schädels ersetzte.

Nun verwendet die US-amerikanische Firma Organovo 3D-Drucker, um lebende Gewebe herzustellen, berichtet Bloomberg. Diese Gewebe könnten eines Tages als menschliche Leber fungieren und den Körper von Giften reinigen. Organovo will noch in diesem Jahr Lebergewebe an Pharmafirmen verkaufen, welche die künstlichen Gewebe zum Testen neuer Produkte verwenden.

„3D-Drucken ist wie ein neuer Werkzeugkasten“, sagt Organovo-Chef Keith Murphy. Organovo habe schon gezeigt, dass es menschliches Lebergewebe drucken könne, das dann Wirkstoffe wie das Schmerzmittel Tylenol verarbeiten könne.

In einigen Jahren könnte die 3D-Technologie nicht nur die aktuelle Knappheit an Organen zur Transplantation mindern, sondern außerdem die Patienten mit für sie passenden Organen ausstatten. Die Verwendung menschlicher Zellen in 3D-Druckern funktioniert deshalb, weil die Zellen dazu neigen, sich während der embryonalen Entwicklung zu verbinden.

Zunächst will das US-Unternehmen die eigenen Zellen der Patienten nutzen, um Gewebestreifen zu drucken. Diese könnten dann genutzt werden, um Organe zu flicken. In circa zehn Jahren sollen dann ganze Organe gedruckt werden.

Das Hauptproblem beim 3D-Druck ganzer Organe ist die Herstellung der Blutversorgung. Organovo hat Gewebe mit Füllern versehen, die entnommen werden können und leere Kanäle für das Blut hinterlassen. Die Herausforderung besteht darin, sehr kleine Blutgefäße zu schaffen, die sogenannten Kapillaren, welche die größeren Blutgefäße mit den Zellen verbinden.

Der erste 3D-Drucker wurde 1992 hergestellt. Seitdem sind viele verschiedene Materialien verwendet worden. Die Technologie wurde immer weiter verbessert. Das verwendete Material muss in der Lage sein, vom flüssigen in den festen Zustand zu wechseln. 3D-Drucker kann man heute bereits für 300 Dollar im Einzelhandel kaufen.

Unternehmen können Zeit und Geld sparen, indem sie die Drucker einsetzen, etwa um Ersatzteile im eigenen Haus herzustellen, statt sie bei einem externen Hersteller bestellen zu müssen. Der Markt für 3D-Drucker erreichte 2012 einen Umfang von 777 Millionen Dollar. Bis 2025 könnte er auch aufgrund medizinischer Anwendungen auf 8,4 Milliarden Dollar anwachsen, so Anthony Vicari, Analyst von Lux Research in Boston.

Der Aktienwert von Organovo hat sich in den letzten zwölf Monaten mehr als verdoppelt. Organovo sei nicht allein in der 3D-Forschung, sagt Anthony Atala, Chef des Wake Forest Institute für Regenerative Medizin in North Carolina. Weltweit werde an Methoden geforscht, um Haut, Knorpel, Blutgefäße und Harnröhren dort herzustellen, wo die Patienten behandelt werden.

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