Ausgedruckte menschliche Organe leben in Ratten weiter

Die große Consumer-Revolution ist im 3D-Druck ausgeblieben, und das wird sich wohl so schnell auch nicht ändern—bei weitem nicht jedem taugt der Druck für die schnelle Ersatzteilbeschaffung im alltäglichen Bedarf.

In anderen Bereichen jedoch ist die Technologie umso vielversprechender, insbesondere bei medizinischen Anwendungen. Nicht nur können mit Hilfe von 3D-Druckern hochwertige medizinische Instrumente wie Stethoskope für einen Bruchteil ihres Verkaufspreises leicht gefertigt werden und so Lieferengpässe überbrückt werden—auch menschliche Organe lassen sich drucken.

Selbst Knochen und Knorpel lassen sich mittlerweile im 3D-Druck herstellen—bislang fand die Anwendung der Technik an einer Gewebedicke von 200 Mikrometern allerdings ihr Limit.

Regenerativmediziner der Wake Forest University in North Carolina haben nun einen Bio-3D-Drucker entwickelt, der lebende menschliche Organe drucken kann, wie zum Beispiel ein Ohr, ein Stückchen Leber oder eine Blase. Die Organe können direkt in den Patienten verpflanzt werden und leben dort weiter.

Menschliche Knochen, Knorpel und Gewebe wurden zum ersten Mal in Säugetiere implantiert und überlebten, wie die Forscher in ihrem Paper beschrieben, das gestern in Nature Biotechnology veröffentlicht wurde. Die Technik ist zwar nicht ganz neu, doch statt wie in vielen früheren Langzeitversuchen langsam zu zerfallen oder abzufaulen, wuchsen in den Organen aus dem neuen Drucker Blutgefäße.

Um zu testen, was der Drucker leisten kann, druckte das Team drei verschiedene Körperteile aus: Ein menschliches Ohr in Babygröße, Muskelgewebe und ein Stückchen Kieferknochen. Alle diese Körperteile wurden unter die Haut von Mäusen und Ratten implantiert (überraschenderweise gibt es davon keine Fotos aus dem Institut). Nach drei Wochen bis fünf Monaten hatten alle Strukturen nicht nur überlebt, sondern sich mit den umliegenden Zellen zu durchbluteten Gewebeteilen verbunden.

Biodrucker nutzen aus Stammzellen generierte Zellen und ein Gel statt Tinte oder Kunststoff, um stützende Strukturen zu bilden. Wachsen die Zellen mit anderem Gewebe zusammen, kann das Organ durchblutet werden, das Gel löst sich mit der Zeit auf.

Co-Autor Anthony Atala gab sich unserer Kollegin von Motherboard US gegenüber zuversichtlich, binnen der nächsten Jahrzehnts serienmäßig Hautteile für Verbrennungsopfer aus dem Drucker ziehen zu können. Für den Druck komplexer Nervengebilde wie einem Finger sei die Technik aber noch lange nicht ausgereift.

Ein weiterer Vorteil der Organe aus dem Drucker ist die personalisierte Passgenauigkeit der fehlenden Teile. Ärzte können mit Hilfe von MRT-Scans und Daten aus der Computertomografie ein exaktes 3D-Modell des Patienten erstellen, der Biodrucker ersetzt dann millimetergenau die fehlenden Teile.

Innerhalb von fünf Jahren, schätzte Atala gegenüber Motherboard, könne die Technik im Patienten eingesetzt werden. Die Frage ist nun nur noch, ob Biohacker und Transhumanisten sich so lange gedulden oder vorher in Eigenregie versuchen werden, ihre Körper mit einem Dutzend Extraohren upzugraden.