Forschung

Funktionsfähige Blutgefäße mit 3D-Drucker geschaffen

Amerikanischen Wissenschaftlern ist es gelungen, mit dem 3D-Drucker künstliche Blutgefäße zu entwickeln. Nach dem Druck verbinden sich die Blutgefäße und versorgen die dazwischen befindlichen Zellen.

Nach dem Druck verbinden sich die einzelnen Blutbahnen. (Foto: Lawrence Livermore National Lab)

Nach dem Druck verbinden sich die einzelnen Blutbahnen. (Foto: Lawrence Livermore National Lab)

Nieren, Haut und nun auch Blutgefäße – die 3D-Drucktechnologie ist längst in der Medizin angekommen. Wissenschaftler weltweit nutzen die Technologie, um mit ihren Forschungen voranzukommen. Die Anwendungsgebiete werden immer größer. Forschern des amerikanischen Lawrence Livermore National Labs ist es nun gelungen, funktionsfähige Blutgefäße herzustellen.

Dafür griffen die Wissenschaftler für den 3D-Druck auf eine so genannte Biotinte zurück, die aus Materialien besteht, die mit dem menschlichen Körper kompatibel sind. Eine „Tinte“, in der sowohl die Gerüstbausteine als auch die lebenden Zellen schon enthalten sind. Dafür eignen sich einige Materialien. Im vergangenen Jahr beispielsweise testeten Forscher der Universität Würzburg und Bayreuth eine Biotinte aus Spinnenseide. „Spinnenseide hat keine zelltoxischen Wirkungen, wird nur langsam abgebaut und löst keine Immunreaktionen aus“, so die Wissenschaftler:

„Ein Gel, in dem Spinnenseidenmoleküle und lebende Zellen gemischt sind, ,fließt’ im Druckkopf eines 3D-Druckers, so dass auch feine Gerüststrukturen auf eine Oberfläche aufgetragen werden können. Dort verfestigt sich das Gel sofort. Der Grund für diesen blitzschnellen Wechsel von flüssig zu fest liegt darin, dass sich die Spinnenseidenmoleküle in ihrer Struktur umlagern – ein Mechanismus, den auch die Spinne bei der Faserproduktion nutzt.“

Auf etwas Ähnliches griffen auch die US-Forscher zurück. Sie drucken mit der Biotinte zuerst Rohre aus Zellen und anderen Biomaterialien, um anschließend Nährstoffe an die sie umgebende gedruckte Umgebung zu transportieren.

„Es geht um die Art, wie wir die Biologie ändern“, sagt Monica Moya, die Leiterin des Projekts. Die 3D-Technologie könne die Biologie weg von der Petrischale hin zu einem 3D-gedruckten physiologischen Gewebe mit einem funktionsfähigen Gefäßsystem führen. Am Ende wollen die Wissenschaftler in der Lage sein, mit dem neuen Druckverfahren ganze Blutbahnen zu entwickeln, so dass diese irgendwann tatsächlich eingesetzt werden können.

„Auch wenn das Drucken von implantierbaren Organen nicht in unmittelbarer Zukunft geschehen wird, so können unsere Gewebeflicken für toxikologische Studien, Arzneimitteltests und für die Grundlagenforschung eingesetzt werden“ , so Moya.

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