NewsMedizin3-D-Drucker stellt Ersatzteile für das menschliche Herz aus Kollagen her
Als E-Mail versenden...
Auf facebook teilen...
Twittern...
Drucken...

Medizin

3-D-Drucker stellt Ersatzteile für das menschliche Herz aus Kollagen her

Freitag, 2. August 2019

Fluidform Media

Pittsburgh – US-Forscher haben eine Technik für 3-D-Drucker entwickelt, mit der sich komplexe anatomische Strukturen bis hin zum Herz eines Neugeborenen aus Kollagen herstellen lassen. Ein in Science (2019; 365: 482-487) vorgestelltes Modell eines Ventrikels war nach der Besiedlung mit Stammzellen sogar zu (sehr schwachen) Kontraktionen in der Lage. Eine erste Anwendung könnten Herzklappen sein.

Kollagen ist der Grundbaustoff der extrazellulären Matrix, aus der das menschliche Bindegewebe besteht. Die Möglichkeit, Kollagen mit einem 3-D-Drucker in beliebige Formen zu „gießen“, könnte deshalb vielfältige Möglichkeiten eröffnen. Ein Team um Adam Feinberg von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh entschied sich gleich für eine der schwierigsten Aufgaben, den Nachbau eines menschlichen Herzens.

Anzeige

Es gelang den Forschern, ein komplettes Herz von der Größe bei einem Neugeboren mit den vier Kammern und Herzklappen herzustellen. Das von den Forschern eigens entwickelte Druckverfahren FRESH („Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels“) druckt die Kollagenmoleküle in ein Hydrogel, das sich später unter Erwärmung auflöst. Durch die Formgebung des Hydrogels lassen sich poröse Strukturen bauen, die später als Gerüst für ein Funktionsgewebe dienen könnten. Die Hohlräume würden dann von Stammzellen besiedelt, aus denen sich Blutgefäße und Organzellen entwickeln könnten.

Ein komplettes Herz konnten die Forscher noch nicht zum Leben erwecken. Ein elliptoides Modell einer Herzkammer wurde jedoch erfolgreich in ein Herzmuskelgewebe verwandelt. Die Ventrikel begannen sich spontan in einer Frequenz von 1 oder 2 Hertz, also 60 bis 120 Mal in der Minute zu kontrahieren. Die Ventrikel verkleinerten sich dabei um bis zu 14 Prozent. Diese Aktionen erfolgten allerdings anders als beim natürlichen Herzen nicht gegen einen bestehenden Füllungsdruck. Als Ersatzteil für einen insuffizienten Herzmuskel werden sie derzeit nicht infrage kommen.

Andere Anwendungen scheinen realistischer zu sein. Mit einer Auflösung von nur 20 µm, lassen sich mit FRESH auch kompakte Strukturen herstellen. Die Forscher zeigen dies an Modellen von Herzklappen, die  in Laborexperimenten Drücken standhielten, wie sie im Lungenkreislauf auftreten. Die Klappen widerstanden laut Fiebert in geschlossenem Zustand Druckunterschieden von 40 mm Hg bei einer Regurgitation von weniger als 15 Prozent. Ob sie auf Dauer den Anforderungen einer Trikuspidal- oder Pulmonalklappe gewachsen wären, ist jedoch unklar. Tierexperimentelle Untersuchungen wurden offenbar noch nicht durchgeführt.

Die Biofabrikation von menschlichem Gewebe schreitet rasch voran. Vor kurzem hatten Forscher aus Israel über die Produktion von menschlichem Herzgewebe am 3D-Drucker berichtet. Den Forschern  war es gelungen, ein Muskelpatch mit „kontraktilem Potenzial“ und ein Mini-Herz zu konstruieren. © rme/aerzteblatt.de

Liebe Leserinnen und Leser,

diesen Artikel können Sie mit dem kostenfreien „Mein-DÄ-Zugang“ lesen.

Sind Sie schon registriert, geben Sie einfach Ihre Zugangsdaten ein.

Oder registrieren Sie sich kostenfrei, um exklusiv diesen Beitrag aufzurufen.

Loggen Sie sich auf Mein DÄ ein

E-Mail

Passwort


Mit der Registrierung in „Mein-DÄ“ profitieren Sie von folgenden Vorteilen:

Newsletter
Kostenfreie Newsletter mit täglichen Nachrichten aus Medizin und Politik oder aus bestimmten Fachgebieten
cme
Nehmen Sie an der zertifizierten Fortbildung teil
Merkfunktion
Erstellen Sie Merklisten mit Nachrichten, Artikeln und Videos
Kommentarfunktion und Foren
Kommentieren Sie Nachrichten, Artikel und Videos, nehmen Sie an Diskussionen in den Foren teil
Job-Mail
Erhalten Sie zu Ihrer Ärztestellen-Suche passende Jobs per E-Mail.

Leserkommentare

E-Mail
Passwort

Registrieren

Um Artikel, Nachrichten oder Blogs kommentieren zu können, müssen Sie registriert sein. Sind sie bereits für den Newsletter oder den Stellenmarkt registriert, können Sie sich hier direkt anmelden.

LNS

Nachrichten zum Thema

17. September 2019
Regensburg – Mediziner der Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Regensburg (UKR) haben als Referenzzentrum ein neues robotisch gesteuertes Operationsmikroskop
Neurochirurgen aus Regensburg entwickelten robotisches Operationsmikroskop mit
11. September 2019
Zürich – Die Implantation von Elektroden auf den Nervus tibialis, die Informationen von Berührungs- und Lagesensoren der Prothese ans Gehirn weiterleiten, haben 2 Oberschenkelamputierten zu einem
Beinprothese mit Berührungsempfinden erleichtert das Gehen und lindert Phantomschmerzen
2. September 2019
Erlangen – Das Medizintechnikunternehmen HumanOptics wird an einen chinesischen Investor verkauft. Der Vorstand des Herstellers von Implantaten für die Augenchirurgie sei vom bisherigen Schweizer
HumanOptics geht an chinesischen Investor
27. August 2019
Lübeck – Der Medizintechnikkonzern Drägerwerk will aufgrund der schwachen Ergebnisentwicklung die Personalkosten senken. So solle das Unternehmen wieder effizienter werden, teilte Drägerwerk heute in
Drägerwerk will Personalkosten drücken
12. August 2019
Potsdam – Das Brandenburger Arbeitsministerium hat auf Sicherheitsrisiken durch automatisierte externe Defibrillatoren (AED) der Marke Telefunken (Modell FA1 und HR1) aufmerksam gemacht. Wie jetzt
Sicherheitswarnung zu Defibrillatormodellen von Telefunken ausgegeben
7. August 2019
Bochum – Einen elektronischen Blindenstock, der über ein radargestütztes System Informationen über das weitere Umfeld an seinen Träger vermittelt, haben Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum
Elektronischer Blindenstock ermöglicht Orientierung im weiteren Umfeld
26. Juli 2019
San Francisco – Mitte Juli verkündete Elon Musk seine neuen Visionen im Bereich Neurotechnologie. Mit seiner Firma „Neuralink“ will er flexible Elektroden per Roboter minimal-invasiv ins menschliche
VG WortLNS LNS

Fachgebiet

Anzeige

Weitere...

Archiv

NEWSLETTER