Kniegelenksprothese aus Kunststoff aus einem 3-D Drucker
imago/Jochen Tack
Bild: imago/Jochen Tack

- Organe aus dem 3-D-Drucker

Es ist schon beeindruckend, wenn aus einem 3-D-Drucker Architekturmodelle oder ein ganzes Auto kommen – oder sogar Pizza oder Steak. Aber fast unvorstellbar ist es, wenn der 3-D-Drucker ein Ohr oder eine Herz drucken kann und diese Organe anschließend einem Patienten implantiert werden können. Das ist zwar noch Zukunft - aber Wissenschaftsredakteur Thomas Prinzler hat den Wissenschaftler Anthony Atala  getroffen, der genau das erforscht: Organe aus dem 3-D-Drucker.

Anthony Atala, geboren in Peru, ist Direktor des Wake Forest Instituts für  Regenerative Medizin in Winston-Salem im US-Bundesstaat North Carolina. Er ist einer der Experten für den 3-Druck von Zellen, Gewebe, sogar ganzen Organen. Vor 14 Jahren begann das: "Damals hatten wir schon Patienten Gewebe implantiert, das wir aus Zellen gezüchtet, praktisch von Hand gemacht hatten. Das ist o.k., das so zu machen. Aber wir können nur eine kleine Anzahl von Patienten behandeln. Doch  wir müssen viele Patienten behandeln, deshalb suchten wir nach der Möglichkeit, den Prozess zu automatisieren und so kamen wir auf den Drucker."

Zunächst bauten sie am Institut normale Tintenstrahldrucker für ihre Zwecke um, nutzten statt normaler Tinte eine Biotinte, in Hydrogel verpackte Zellen. Den Druckkopf bauten sie so um, dass er sich nach oben bewegte und  Lage für Lage räumliche Strukturen drucken konnte.

Anthony Atala: "Das war eine große Herausforderung. Wir konnten damit aber nicht die erforderlichen stabilen 3-dimensionalen Strukturen erzielen. Und so mussten wir einen eigenen Drucker entwickeln. Der hat jetzt  sehr  sehr feine Druckdüsen, 80-mal dünner als ein Haar und wir haben viel bessere  Biotinten mit Zellen in Nährlösungen. Und in den Druckstrukturen gibt es Mikrokanäle, so eine Art Autobahn, die die Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt."

Man hört Anthony Atalas Freude über diesen Erfolg. Jetzt sei es gelungen, lebensfähige Gewebe und Organe zu drucken – ein Ohr, Teile von Knochen, Muskelgewebe: "Gewebe, das bisher handgemacht war, können wir jetzt mit diesen Maschinen herstellen, wir können dies mit Hilfe dieser Technologie schnell und in größerem Umfang tun."

Die Technologie funktioniere, er sei dabei, die notwendigen Genehmigungen bei den Behörden einzuholen, berichtet Prof. Atala. Die Züchtung wie auch der Druck von Organen und Geweben erfolge mit körpereigenen Zellen aus den entsprechenden Organen. Das habe den Vorteil, dass es zu keinen Abstoßungsreaktionen komme und auch die ethische Diskussion, die sich bei der Verwendungen von embryonalen Stammzellen ergäbe, falle hier weg.

Und werden er und seine Kollegen zukünftig alle Organe wie Herz, Lunge, Leber, Muskeln drucken und Patienten implantieren können, praktisch körpereigenen Ersatzteile herstellen können?  "Das erste, was du in der Wissenschaft lernst ist, sage niemals niemals. Aber ja, das Ziel ist es, viele und viele verschiedene Gewebe und Organe herzustellen, um sie Patienten, die ein neues Herz, eine Lunge oder Muskelgewebe brauchen, implantieren zu können. Und es geht darum diesen Prozess zu automatisieren, wo wir das heute noch per Hand machen“,  sagt Prof. Anthony Atala, und: "Sage niemals  niemals."

Sendung

Der Roboter I2D2s mit seinem Erfinder Christoph Hocke (Bild: dpa)
dpa

WissensWerte

Was ist wissenswert in Naturwissenschaft und Technik? Auf diese und andere Fragestellungen rund um Wissenschaft und Forschung geben Thomas Prinzler und  Kollegen Antworten.