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 Wachkoma: System soll Patienten helfen, sich zu verständigen
24.05.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Premiere einer verblüffenden Technik
23.05.2017 | Deutsches Herzzentrum Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften