Neues Verfahren
Hightech-Gel bringt 3D-Druck von Organen voran
publiziert: Donnerstag, 1. Okt 2015 / 10:50 Uhr / aktualisiert: Donnerstag, 1. Okt 2015 / 11:59 Uhr

Gainesville - Ein spezielles Gel könnte laut Experten der University of Florida eingesetzt werden, um beim 3D-Druck komplexe Strukturen zu stützen, die normalerweise unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen würden.

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Laut Forschungsleiter Thomas Angelini soll dieses neue Verfahren den Weg zur Herstellung von Organen, Blutgefässen und anderem Gewebe ebnen.

Feinste Strukturen realisierbar

Das neue Gel, das über die Konsistenz eines Händedesinfektionsmittels verfügt, besteht aus Acrylsäurepolymer. Es hat die Funktion eines Gerüsts und ermöglicht den Druck komplizierter Strukturen. Diese Komplexität ist von grosser Bedeutung. Forscher wollten schon immer lange ganze menschliche Organe mit dem 3D-Drucker herstellen.

Notwendig dafür sind Systeme von Blutgefässen, die die Organe mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen können. Das neue Verfahren ermöglicht die Herstellung genau solcher Strukturen. Sie sind so dünn wie zwei Blätter Papier. Durch die Einbettung in das Gel werden Fäden möglich, die rund zehn Mal dünner sind als vorher möglich war.

Laut Angelini ist ein Problem beim Einsatz von traditionellen 3D-Druckern bisher, dass die im menschlichen Körper vorhandenen Strukturen zusammenbrechen, lange bevor der Druck abgeschlossen ist. Der Druck in ein stützendes Gel löst dieses Problem und verhindert ein Einsacken oder Verbeulen vor der Verfestigung.

Weitere Entwicklungsarbeit nötig

Den Wissenschaftlern ist es bereits gelungen, Material aus lebenden Zellen zu drucken. Dazu gehörten menschliche Blutgefässe und Nierenzellen von Hunden. Für einen Test wurde auch ein Duplikat des Gehirns eines Kollegen hergestellt, das über eine weiche, gewebeähnliche Beschaffenheit verfügte. Laut Angelini ist das Ausdrucken des Gehirns eines Menschen vor einer OP künftig möglich. «Dann weiss der Chirurg genau, was ihn erwartet.»

Laut Jennifer Lewis von der Harvard University liegt eine der Einschränkungen des Verfahrens derzeit noch darin, dass das Gel nicht organisch ist. Daher können die gedruckten Strukturen auch noch nicht am Leben erhalten werden. Auch bei Strukturen unter einer bestimmten Grösse gibt es Probleme, da die Partikel nicht in der notwendigen Position fixiert werden können.

Angelini selbst weiss laut einem «NewScientist»-Bericht, dass das Drucken von menschlichen Organen in näherer Zukunft noch nicht möglich sein wird. «Unser Verfahren zeigt jedoch einen möglichen Weg dorthin auf.» Die aktuellen Forschungsergebnisse wurden im Fachmagazin «Science Advances»  veröffentlicht.

(jbo/pte)

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