Ersatzorgane aus dem 3D-Drucker – Absurde Idee oder geht das wirklich?

Dr. Lothar Koch vom Laser Zentrum Hannover spricht am 8. Februar an der UW/H über den aktuellen Stand der Forschung

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Dr. Lothar Koch vom Laser Zentrum Hannover hält am 8. Februar ab 19 Uhr im Forschungs- und Entwicklungszentrum (FEZ, kleiner Saal, Alfred-Herrhausen-Str. 44 in Witten) einen Vortrag mit dem Titel „Tissue Engineering durch Laser-generierte 3D-Strukturen: Von kontrolliertem Zellverhalten und gedruckten Organen“. Stark vereinfacht gesagt, geht es um Ersatzorgane, Implantate oder Prothesen aus dem Drucker – allerdings keinem  Basismodell.

Zum Hintergrund:
Dreidimensionale Drucktechnologien werden auch in der Medizin immer öfter eingesetzt. Das Spektrum reicht von Prothesen und Hilfsmitteln über medizinische Modelle bis zu Implantaten. Dafür wird gern der Begriff „Bioprinting“ verwendet, der allerdings nicht näher definiert ist, sodass die unterschiedlichsten Materialien und Drucktechniken zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu Prothesen, Hilfsmitteln und medizinischen Modellen müssen Implantate hohe Anforderungen an die Biokompatibilität der Materialien erfüllen. Doch nicht nur das verwendete Material ist wichtig; auch die Struktur des Implantates oder seiner Oberfläche kann die Wechselwirkung von Implantat und Gewebe stark beeinflussen.

Die Gruppe Biofabrikation des Laser Zentrum Hannover e.V. setzt verschiedene Laser-basierte Techniken ein, um definierte, präzise zwei- und dreidimensionale Umgebungen zu erzeugen und deren Einfluss auf Zellen zu untersuchen. Dazu gehört die Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen z.B. aus Titan oder Silikon, und das Herstellen von definierten 3D Gerüststrukturen, sogenannten Scaffolds, nach CAD-Vorlagen mit unter 100 nm Auflösung. Es werden aber auch lebende Zellen direkt in dreidimensionale Muster gedruckt, um so biologisches Gewebe oder Organe herzustellen und Zell-Zell-Wechselwirkungen zu untersuchen. Erste vielversprechende Ergebnisse wurden bereits demonstriert und auch in Tierversuchen getestet.

Bevor Ersatzorgane aus dem Drucker zur Realität werden, sind allerdings noch wichtige Herausforderungen zu meistern. Insbesondere muss ein bereits nach kurzer Zeit funktionales Blutgefäßsystem mitgedruckt werden. Neben der Verwendung als Ersatzorgan gibt es aber auch noch andere Einsatzgebiete für gedrucktes biologisches Gewebe. So könnten pharmazeutische oder kosmetische Tests in der Zukunft z.B. an gedruckter Haut statt an Versuchstieren durchgeführt werden. Das wäre nicht nur ethisch unbedenklicher sondern könnte, sofern man humane Zellen verwendet, auch wesentlich aussagekräftiger sein.

Vita
Dr. Lothar Koch leitet die Gruppe Biofabrikation in der Abteilung Nanotechnologie am Laser Zentrum Hannover e.V. und die Forschergruppe „Biological Laser Printing“ im Exzellenzcluster REBIRTH. Seine Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich Laser-Technology, Laser-Materie-Wechselwirkungen und ihre Anwendung im Bereich Biofabrikation und 3D-Drucken lebender Zellen für das Tissue Engineering und die Regenerative Medizin. Aktuelle Themen beinhalten die Herstellung von Scaffolds mittels Zwei-Photonen-Polymerisation und das Drucken von Zellen mittels Laser-induziertem Vorwärtstransfer. Er studierte Physik an der Leibniz Universität Hannover, Abschluss als Diplom-Physiker. 2007 Promotion zu dem Thema „Entwicklung einer kompakten Laser-Plasma-Strahlungsquelle im EUV für messtechnische und spektroskopische Anwendungen“.

 

 

Weitere Informationen bei Prof. Dr. Gabriele Gramelsberger, 02302/926-894, gabriele.gramelsberger@uni-wh.de

Autor:in

  • Studiengangsleiter "GuK" IMC FH Krems, Institutsleiter Institut "Pflegewissenschaft", Diplomierter Gesundheits- und Krankenpfleger, Pflegewissenschaft BScN (Umit/Wien), Pflegewissenschaft MScN (Umit/Hall)

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