Die medizinischen Innovationen machen keinen Halt. Ich habe bereits über 3D-Druck in der Medizin berichtet, doch in diesem Beitrag wollen wir uns das Bioprinting näher betrachten. Beim Bioprinting handelt es sich um eine Art des 3D-Drucks, der Zellen und andere biologische Materialien als Rohstoff benutzt. Auf diese Weise können beschädigte Organe, Zellen oder Gewebe im menschlichen Körper reperiert werden.

Nach aktuellem Stand der Technik, kann das Bioprinting dazu verwendet werden, um Gewebe und Organe zu drucken und die Wirkweise neuer Medikamente zu untersuchen. Doch dank des für den Druck verwendeten 3D-Gels können heute bereits erste Gelenke und Bänder regeneriert werden.

What Is Bioprinting? - The Medical Futurist

What Is Bioprinting? (Quelle: The Medical Futurist)

 

So funktioniert der Bioprinting Prozess

Der Bioprinting-Prozess beginnt mit der Erstellung eines architektonischen Designs, das auf der grundlegenden Zusammensetzung des Zielgewebes oder -organs basiert. Im Labor verwendet der Biodrucker dann dieses Design, um viele dünne Zellschichten übereinander zu legen, um organische Materialien herzustellen. Das dabei abgegebene Hydrogel soll die Zellen unterstützen und schützen.

Das Biodruckverfahren hat dabei große Ähnlichkeit mit dem 3D-Druckverfahren. Das Bioprinting lässt sich daher in folgende Schritte unterteilen:

  • Vorverarbeitung: Zunächst wird ein 3D-Modell des zu druckenden Organs- oder Gewebes erstellt. Diese Modelle können entweder auf Grundlage von nicht-invasiven Bildern erstellt werden, wie sie bei einem MRT entstehen, oder durch einen invasiven Prozess, wie beispielsweise eine Reihe von zweidimensionalen Schnitten, die mit Röntgenstrahlen aufgenommen werden.
  • Verarbeitung: Beim Druck werden Materialschichten nacheinander zusammengeführt, um das im vorherigen Schritt definierte Design zu drucken.
  • Nachbearbeitung: In der Nachbearbeitung werden verschiedene Verfahren durchgeführt, um den Druck in ein funktionsfähiges Organ oder Gewebe zu verwandeln. Zu diesen Verfahren gehört beispielsweise eine spezielle Kammer, die bei der Reife des Bioprints hilft.

 

Bioprinting in der Anwendung

Schon heute gibt es verschiedene Anwendungen für das 3D-Bioprinting. So wurde beispielsweise bereits ein Säugling, der an einer seltenen Atemwegserkrankung litt mit einer gedruckten Trachealschiene geholfen. Auch Patienten mit beispielsweise einer Blasenerkrankung konnten durch die Rekonstruktion des Gewebes eine Linderung des Problems erfahren. Voll funktionsfähige Organe wurden bislang nur wenig erfolgreich gedruckt, doch Entwicklungen, wie das im letzten Beitrag zum Thema angesprochene Herz aus Israel machen Hoffnung auf einen nächsten Quantensprung in der Technologie.

 

 

Beitragsbild: News Medical

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