Blutgefässe und Luftwege aus dem 3D-Drucker
![Das Bild zeigt ein Modell eines lungenähnlichen Luftsacks mit Atemwegen und Blutgefässen. Luftsack 3D](https://c.nau.ch/i/6aRbO/680/luftsack-3d.jpg)
Das Wichtigste in Kürze
- Biotechnologen konnten künstlich weiche Blutgefässe und Luftwege herstellen.
- Die Forscher haben dafür das 3D-Druck-Verfahren verwendet.
- Ziel in der Forschung: Organe aus dem 3D-Drucker herzustellen.
Es ist ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Herstellung künstlicher Organe: Amerikanische Biotechnologen haben mit einem neuen 3D-Druck-Verfahren weiche Blutgefässe und Luftwege wie in einer Lunge hergestellt.
Sie konnten zeigen, dass die in sogenanntem Hydrogel gefertigten Strukturen in der Lage sind, Blut mit Sauerstoff anzureichern. Das Verfahren wurde von der Gruppe um Jordan Miller von der Rice University in Houston in der Fachzeitschrift «Science» publiziert.
Eine wichtige Rolle bei dem neuen Ansatz spielt der künstliche Farbstoff Tartrazin (E 102). Er ist für das 3D-Druck-Verfahren wichtig, für den Menschen aber ungefährlich. Vergleichbare bislang beim 3D-Druck genutzte Substanzen sind hingegen als krebserregend und erbgutschädigend bekannt.
Versuch mit künstlichem Lungennachbau
Um zu zeigen, dass ihr Ansatz funktioniert, versuchten sich die Biotechnologen an einer Art künstlichem Lungennachbau aus Luftwegen und Blutgefässen. Sie wollten testen, ob Sauerstoff aus einem lungenähnlichen Luftsäckchen ins Blutsystem übertreten kann.
Die Biotechnologen leiteten sauerstoffarme rote Blutkörperchen in das Blutgefässsystem rund um das Luftsäcken. Beim Verlassen des Gefässsystems waren die Blutkörperchen mit Sauerstoff gesättigt. Als Ersatz für Atemluft verwendeten die Forscher reinen Sauerstoff, der in das Luftsäckchen gepumpt wurde.
Die Forscher zeigten ausserdem, dass ihr Verfahren prinzipiell auch in Kombination mit lebenden Körperzellen verwendet werden kann. Sie stellten künstliches Gewebe her und brachten darauf echte Leberzellen an. Anschliessend pflanzen sie es Mäusen ein und konnten zeigen, dass die Zellen die Implantierung überlebten.
Zwei Probleme können gelöst werden
Gedruckte Organe gelten auch deshalb als vielversprechend, weil sie zwei Probleme in der Transplantationsmedizin lösen könnten: Zum einen gibt es viel zu wenige Spenderorgane.
Zum anderen müssen die Patienten auch nach erfolgreicher Transplantation häufig ihr Leben lang Medikamente nehmen. Diese verhindern eine Abstossungsreaktion des Körpers. Bei biotechnologisch hergestellten Organen können hingegen Körperzellen des Patienten verwendet werden. Körpereigene Zellen werden in der Regel nicht abgestossen.
Für Aufsehen hatte Mitte April das Ergebnis einer israelischen Forschergruppe gesorgt: Sie hatte mit einem speziellen 3D-Verfahren ein Herz aus menschlichen Zellen gedruckt. Zwar hat es nur die Grösse eines Hasenherzens und die Zellen können sich nicht synchron zusammenziehen. Doch es enthält Kammern, Gewebe und Blutgefässe wie ein natürlich gewachsenes Herz.