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Amerika hat damit begonnen, Blutgefäße mit einem 3D-Drucker zu drucken
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Die Züchtung neuen menschlichen Gewebes im Labor ist sehr schwierig, da sie sehr sorgfältige und präzise Arbeit erfordert. Neben der Nachbildung natürlicher Strukturen muss jedes Gewebe oder Organ künstlich mit einem Gefäßnetz versorgt werden, was äußerst schwierig ist. Andernfalls kann das neue Gewebe weder Nährstoffe noch Sauerstoff aufnehmen.
Spezialisten der University of California in San Diego haben eine einzigartige Methode für den dünnen 3D-Druck von Kapillar- und Mikrovaskularnetzwerken entwickelt. Die Gefäßwände werden mit einer Dicke von bis zu 600 Mikrometern geformt.
Die neue Technik heißt „mikroskopischer kontinuierlicher optischer biologischer Druck“. Sie soll dazu dienen, das Gefäßnetz für künstlich gezüchtete Organe oder Gewebe mit unterschiedlichen Strukturen nachzubilden.
Das Wesentliche der neuen Methode ist folgendes: Zellen der gewünschten Art werden in ein spezielles Hydrogel getaucht, wonach diese Masse mit Hilfe von Ultraviolettstrahlen und Temperaturbelastung verdichtet wird und die gewünschte Version der dreidimensionalen Struktur erhält.
Während des gesamten Prozesses bleiben die Zellen am Leben und funktionsfähig: Sie entwickeln sich und füllen das 3D-Gerüst.
Bei Experimenten an Nagetieren transplantierten Wissenschaftler künstlich erzeugte Gefäße in Versuchsmäuse. Gleichzeitig zeigten sich erstaunliche Ergebnisse: Nach 14 Tagen wurzelten neue Gefäße vollständig, und die Wundoberfläche heilte viel schneller als gewöhnlich.
Die Forschung wurde unter der Leitung des Nanoingenieurs Dr. Shaoshen Chen durchgeführt. Ihm zufolge ermöglichte dieses Experiment die Lösung vieler Probleme der Gefäßbiotechnologie. Nun wird klar, wie man ganze Organe und einzelne Gewebe mit einem voll funktionsfähigen Gefäßnetzwerk nachbilden kann. Auch die Frage der Einführung von Gefäßen in einzelne Körperteile wurde geklärt.
„Die überwiegende Mehrheit der Organe und Gewebe im menschlichen Körper ist von Blutgefäßen durchzogen – dies ist für die normale Funktion und Lebensdauer des Organs notwendig. Gefäße galten in der Biotechnologie und bei Transplantationen schon immer als die anfälligsten Stellen. Aus diesem Grund blieben viele wissenschaftliche Entdeckungen unvollendet und die Wissenschaftler traten einfach auf der Stelle. Der 3D-Druck des von uns entwickelten Gefäßnetzwerks wird dieses zuvor aufgetretene Problem nun vollständig lösen“, kommentierte Professor Chen die Entdeckung auf einer Pressekonferenz der Universität.
Es ist erwähnenswert, dass Dr. Chen seit vielen Jahren Leiter des Labors für Nanobiomaterialien, biologischen Druck und Gewebebiotechnologie an der University of California in San Diego ist. Er versucht seit vielen Jahren, Organe mit vollständiger Gefäßfüllung nachzubilden.
Heute setzen die Wissenschaftler unter der Leitung des Professors ihre Forschung fort. Sie wollen die Transportfunktionalität künstlich erzeugter Gefäße verbessern. Die Spezialisten arbeiten außerdem an einer neuen Erfindung – der Herstellung eines Gefäßnetzwerks aus Stammzellen des Patienten.
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