Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

3D-Drucker macht menschliche Organe in Minigröße

18.09.2013
Kombination von mehreren Körperteilen erstmals durchgeführt

Menschliche Organe in Miniaturgröße haben Forscher des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine mit einem modifizierten 3D-Drucker hergestellt. Sie werden jetzt für Tests an neuen Impfstoffen eingesetzt. Im Rahmen dieses Projekts werden menschliche Zellen repliziert, die die Funktionen von Organen wie Herz, Leber, Lunge oder Blutgefäßen nachahmen. Diese Organe werden dann auf einem Mikrochip platziert und mit einem Blutersatz verbunden. Damit wird es möglich, Behandlungsmöglichkeiten zu überprüfen.



Militärischer und ziviler Einsatz

Das U.S. Department of Defense http://defense.gov hat die neue Technologie mit 24 Mio. Dollar unterstützt. Bioprinting, eine Art des 3D-Drucks, bei der menschliches Gewebe hergestellt wird, ist an sich kein neues Verfahren. Auch die Idee, menschliches Gewebe in 3D auf einem Mikrochip zu züchten, ist kein Novum. Bei den aktuellen Tests werden jedoch erstmals verschiedene Organe im gleichen Gerät miteinander kombiniert. Damit wird die menschliche Reaktion auf chemische Giftstoffe oder biologische Wirkstoffe modellhaft sichtbar.

Die von den Wissenschaftlern entwickelten modifizierten 3D-Drucker drucken menschliche Zellen auf Hydrogel basierende Gerüste. Die im Labor hergestellten Organe werden in einem nächsten Schritt auf einem fünf Zentimeter großen Chip platziert und miteinander verbunden.

Der verwendete Blutersatz ähnelt jenem, der auch bei der chirurgischen Behandlung von Traumata eingesetzt wird. Der Blutersatz hält die Zellen am Leben und kann auch eingesetzt werden, um chemische oder biologische Substanzen oder auch Medikamente in das System einzubringen. Sensoren messen die Temperatur in Echtzeit, überprüfen die Sauerstoffwerte, den pH-Wert und andere Faktoren.

Alternative zu Tierversuchen

Der leitende Wissenschaftler Anthony Atala betont, dass dieses Verfahren eingesetzt werden kann, um die Auswirkungen von chemischen und biologischen Substanzen vorherzusagen, aber auch um die Wirksamkeit neuer Behandlungsansätze zu überprüfen. "Die Tests finden an echtem menschlichen Gewebe statt. Das funktioniert deutlich besser als Tierversuche." Die Finanzierung des Projektes wurde durch die Defense Threat Reduction Agency http://dtra.mil ermöglicht, eine Abteilung der US Regierung, die für die Bekämpfung nuklearer, chemischer und biologischer Waffen zuständig ist.

Die durchgeführten Tests sollen die Kosten und die Zeit deutlich reduzieren, die notwendig ist, um medizinische Gegenmaßnahmen gegen Angriffe von Bioterroristen abzuwehren. Laut den Wissenschaftlern des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine besteht die Möglichkeit auf Gegenmittel zum Beispiel gegen Sarin zu testen, das vor kurzem in Syrien gegen Zivilisten eingesetzt wurde. Laut Atala, der auf regenerative Medizin spezialisiert ist, wurde das Bioprinting von den Wissenschaftlern zuerst für die Herstellung von Gewebe und Organen für Patienten eingesetzt.

Originalgröße schon bald möglich

Atalas Team ist es gelungen, flache Organe wie Haut oder röhrenförmige Organe wie Blutgefäße und sogar hohe, nicht röhrenförmige Organe wie die Blase oder den Magen zu produzieren, die über ein komplexere Strukturen und Funktionen verfügen. Die Herstellung von Organen wie dem Herzen oder der Leber gehört derzeit jedoch noch zu den größten Herausforderungen. Eine Kombination von einem Mikroskop und einem Inkubator wird für die Herstellung der Organe eingesetzt.

Es dauert rund 30 Minuten, um eine Niere oder ein Herz im Miniaturformat zu produzieren. Die Größe entspricht dann in etwa der eines kleinen Keks. Atala erklärt, dass auf einen Zentimeter so viele Zellen kommen, dass ein großes Organ eine sehr komplexe Herausforderung darstellt. Die Herstellung von Organen in Originalgröße dürfte jedoch in nicht allzu ferner Zukunft möglich sein. Die Wissenschaftler arbeiten derzeit an Organen, die als Implantate eingesetzt werden können.

Michaela Monschein | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://wakehealth.edu/WFIRM

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Fit im Alter durch Hirnstimulation und Training
19.04.2017 | Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

nachricht CTCelect – die Projekt(erfolgs)geschichte wird fortgeschrieben
06.04.2017 | Fraunhofer ICT-IMM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten