Mithilfe von Bioprinting erforschen Wissenschaftler und Ingenieure der Universität Complutense de Madrid in Zusammenarbeit mit CSIC den 3D-Druck von Knorpel- und Knochengewebe mit körpereigenen Zellen der Patienten, um eine Alternative für Prothesen aus Metall zu entwickeln.
Das Vorgehen
Das Expertenteam druckt dafür eine gitterförmige Struktur aus Polycaprolacton (PCL), auf die die Zellen des Patienten mit einer zusätzlichen Nadel neben dem Extruder platziert werden. Diese Zellen reproduzieren sich und verteilen sich auf dem Gitter, bis das PCL komplett mit menschlichem Knorpel- bzw. Knochengewebe übersät ist. Gedruckt wird mit zwei von BQ gestifteten Bioprintern, nämlich mit dem Hephestos 2 und der Witbox 2. Während der Entwicklung unterstützte der 3D-Druckerhersteller aus Madrid das Forscherteam auf technischer Ebene.
Die Implantation
Für die Implantation des Gewebes wird an zwei Möglichkeiten gearbeitet: Die erste Variante ist, das mit den patienteneigenen Zellen angereicherte, 3D-gedruckte Gitternetz direkt an die verletzte Körperstelle zu platzieren, damit sich das Gewebe im Körper regenieren kann. Die zweite Variante sieht vor, ein Ökosystem im Labor heranwachsen zu lassen, damit die Zellen ein menschliches Gewebe erzeugen, um es im Anschluss in den Körper des Erkrankten einzusetzen.
Die Vorteile
Weil das Implantat aus körpereigenen Zellen besteht, läuft man im Gegensatz zu Metallprothesen viel weniger Gefahr, dass der Körper das organische Implantat abstößt. Nieves Cubo, Initiatorin des Projekts, erklärt, dass man bei der Bioprinting-Methode nicht von einem Knorpel- oder Knochen“ersatz“, sondern von der Regeneration der beschädigten Substanz sprechen müsse. Ihr Team möchte künstliche Prothesen durch etwas ersetzen, dass sich in den menschlichen Körper integriert. Diese innovative Form der Implantation könnte dann auch bei Patienten mit Knochenerkrankungen, wie beispielsweise der Osteoporose, hilfreich sein. Ein weiterer, positiver Nebeneffekt: Es könnten Tierversuche vermieden werden. Nieves versichert, dass untersuchte Substanzen, die im Labor wie unser menschlicher Körper reagieren, Leid und Kosten verringern können und die Resultate sicherer seien, schließlich bedeute ein positiver Tierversuch nicht immer, dass das Resultat auch im menschlichen Körper positiv anschlägt und umgekehrt.
Quelle: BQ
