Dank der sich ständig weiterentwickelnden Technologie des 3D-Drucks haben Wissenschaftler endlich einen Weg gefunden, ihre eigenen Organe und Prothesen für ihre Patienten herzustellen. Aber wussten Sie, dass ein modifizierter 3D-Drucker dies möglich machte?
Im Jahr 2019 gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Tel Aviv, erfolgreich ein menschliches Herz mit den Zellen eines Patienten zu drucken. Die verwendeten biologischen Materialien sollen den immunologischen, zellulären, biochemischen und anatomischen Eigenschaften des Patienten vollständig entsprechen.
Was ist 3D-Bioprinting?
3D-Druck ist eine Form der Herstellung, die menschliche Zellen und andere biokompatible Materialien als verwendet Tinte or Bio-Tinten Schicht für Schicht lebende Strukturen zu drucken, die das Verhalten natürlicher lebender Systeme nachahmen.
Diese biogedruckten Strukturen werden oft verwendet, um zu untersuchen, wie ein bestimmtes Organ außerhalb des Körpers funktioniert. Die Geometrie eines biogedruckten Systems ist der eines natürlichen Organs sehr ähnlich und genauer auf dem Gebiet des Tissue Engineering und Bioengineering zu verwenden. Das Verfahren des Bioprinting wird auch in der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung eingesetzt.
Schon bald wird Bioprinting für klinische Anwendungen wie Hauttransplantationen, Knochentransplantationen, Implantate, biomedizinische Geräte und ja, sogar 3D-gedruckte Organe eingesetzt. (Quelle: Allevi von 3D Systems)
Wie können Organe aus dem 3D-Drucker Leben retten?
Tausende von Patienten warten derzeit auf Organe, um ihr Leben zu verlängern, aber aufgrund des weltweiten Organmangels und einer begrenzten Anzahl von Organspendern sterben mehrere dieser Patienten, bevor eine Transplantation verfügbar ist. Während Tissue Engineering nur ein neues Gebiet ist, entwickeln biomedizinische Ingenieure revolutionäre Lösungen durch 3D-gedruckte Organstrukturen, die als Gerüste fungieren, die zur Regeneration von beschädigtem Gewebe beitragen können.
Die Technologie hinter diesem Fortschritt wird schließlich zur Schaffung künstlicher Organe führen, die die Notwendigkeit einer lebenden Organtransplantation ersetzen können. (Quelle: Das Gespräch)
Das 3D-gedruckte Herz
Im Jahr 2019 gelang es Forschern der Universität Tel Aviv, ein Herz mit den Zellen eines Patienten in 3D zu drucken. Dies ist ein gewaltiger Durchbruch im 3D-Bioprinting.
Dies ist das erste Mal, dass irgendjemand erfolgreich ein ganzes Herz mit Zellen, Blutgefäßen, Ventrikeln und Kammern konstruiert und gedruckt hat. In diesem Stadium ist unser 3D-Herz klein, so groß wie ein Kaninchenherz. Aber größere menschliche Herzen erfordern die gleiche Technologie. Die Biokompatibilität von technischen Materialien ist entscheidend, um das Risiko einer Implantatabstoßung zu eliminieren, die den Erfolg solcher Behandlungen gefährdet. Die Zellen müssen eine Pumpfähigkeit ausbilden; Sie können sich derzeit zusammenziehen, aber wir brauchen sie, um zusammenzuarbeiten. Vielleicht wird es in zehn Jahren Organdrucker in den besten Krankenhäusern der Welt geben, und diese Verfahren werden routinemäßig durchgeführt.
Professor Tal Dvir, Molekulare Zellbiologie und Biotechnologie, Universität Tel Aviv
Beim Bioprinting des Herzens wird Fettgewebe entnommen, das die Bauchorgane des Patienten umgibt. Anschließend trennte das Forscherteam die Zellen im Gewebe von der extrazellulären Matrix. Die Zellen wurden dann so programmiert, dass sie als Stammzellen mit der zusätzlichen Fähigkeit, sich in Herzzellen zu differenzieren, funktionieren. Die Matrix wurde dann zu einem Hydrogel verarbeitet und diente als Biotinte.
