3D-Druck in der Medizinforschung
Bioprinting von Hornhaut, Knorpel oder Ohrmuscheln
Forschungseinrichtungen drucken Gewebe erfolgreich im 3D-Drucker. Die Herstellung komplexer Organe bleibt jedoch technisch und biologisch eine große Herausforderung.
Eine künstliche Herzklappe, kaum greifbar mit der Pinzette, wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mithilfe von Bioprinting erzeugt. Sie besteht aus Kollagen, ursprünglich für kosmetische Anwendungen entwickelt, und soll später mit patienteneigenen Zellen ergänzt werden.
So funktioniert Bioprinting
Bioprinting kombiniert 3D-Druckverfahren mit lebenden Zellen und Trägermaterialien. Beim Inkjet-Verfahren werden Biotinten in feinen Tröpfchen schichtweise aufgetragen. Ziel ist es, funktionale Gewebestrukturen herzustellen.
Anwendungen an Hornhaut und Ohrmuscheln
Das KIT entwickelt individuelle Hornhäute für Patienten mit Cornea-Erkrankungen. Grundlage sind patienteneigene Stammzellen, die aus Hautzellen gewonnen werden. Auch 3D-gedruckte Ohrmuscheln wurden bereits transplantiert – auf Basis körpereigener Zellen.
Organe bleiben Zukunftsmusik
Trotz einzelner Erfolge ist der Druck vollständiger Organe nicht in Sicht. Aufbau und Funktion komplexer Organe wie der Leber sind zu wenig verstanden. Ein weiteres Problem ist die Versorgung mit Blutgefäßen nach der Transplantation.
Einsatz in der Forschung und bei Tieren
Gedruckte Gewebemodelle kommen auch bei der Entwicklung von Krebsmedikamenten zum Einsatz. Das am KIT genutzte vegane Kollagen soll Tierversuche ersetzen. Gleichzeitig zeigt sich Potenzial für tiermedizinische Anwendungen, etwa bei Haustieren mit Hornhauterkrankungen.
Regulierung noch offen
Die rechtlichen Rahmenbedingungen für Bioprinting sind in Europa noch in Entwicklung. Fragen zur Herkunft der Zellen und zu möglichen Ausnahmen für Heilversuche sind bislang unbeantwortet.
Zunehmendes Forschungsinteresse
Die Zahl der Publikationen zum Thema hat sich in zehn Jahren verdreißigfacht. Laut BMBF fließen erhebliche Fördermittel in neue Projekte, und auch die Industrie investiert zunehmend in die Technologie.
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