Lebendes Gewebe frisch aus dem Tintenstrahldrucker

US-Wissenschaftlern ist es gelungen, mit einem modifizierten Tintenstrahldrucker lebende Zellen zu dreidimensionalen Röhren zusammenzusetzen.

Dabei wird die Farbe in den Druckerpatronen durch ein Gel ersetzt, das lebende Zellen enthält. Die Arbeit ist laut Forschern ein erster Schritt, auf diesem Weg komplexe Gewebe und sogar ganze Organe herzustellen.

Die Drucker werden adaptiert, indem die Farbe aus den Patronen entfernt und durch eine Art „Zellsuspension“ ersetzt wird, erklären die Wissenschaftler Thomas Boland von der Clemson University und der Leiter des Experiments, Vladimir Mironov von der Medical University of South Carolina. Die Software, die die Viskosität, die Temperatur und die elektrischen Widerstände der Druckerfarben steuert wird reprogrammiert und das Fördersystem verändert, schreibt das Fachmagazin New Scientist.

Beim Druckvorgang wird Schicht für Schicht übereinander aufgetragen, so dass eine 3D- Struktur entsteht. Das ungiftige, biologisch abbaubare Gel hat dabei eine Stützfunktion für die lebenden Zellen: Es härtet nach dem Drucken bei Temperaturen von über 32 Grad Celsius aus, bei einer Temperatur von unter 20 Grad Celsius ist es flüssig. Sind die Zellen nach einer gewissen Zeit zu Gewebestrukturen verwachsen sind, kann das Gel entfernt werden.

Genauso wie es möglich ist verschiedene Farben zu drucken, könnten in die Patronen unterschiedliche Zellen platziert werden. Dadurch wird es möglich, komplexe Strukturen aus unterschiedlichen Zelltypen zu kreieren. Mironov und Boland hoffen, dass es eines Tages möglich sein wird, ein vollständiges Netzwerk aus Arterien, Kapillaren und Venen drucken zu können. Dafür müssen sich die Forscher aber noch gewaltigen Herausforderungen stellen: Um die Zellen am Leben zu erhalten, müssen die Organe innerhalb von wenigen Stunden fertig gestellt sein. Zusätzlich ist auch ein Nährmedium, das durch die fragilen neuen Gefäße zirkuliert, notwendig. Ein anderes Problem ist, dass große Strukturen nicht stark genug sein könnten, um nach der Entfernung des Gels, zusammenzuhalten. Das Forscherteam experimentiert allerdings bereits mit dem Zusatz des Proteins Kollagen, um die Verbindung der Zellen voranzutreiben und die Strukturen zu stärken.

Trotz aller noch zu bewältigenden Hürden sieht Mironov ein gewaltiges Potenzial in der Methode: „Das Druckverfahren ist viel schneller als der natürliche Wachstumsprozess. Patienten können sich oftmals den Luxus zu warten nicht leisten.“