Laser Cell Printing for Tissue Engineering
Tagung des Cusanuswerks: Geld oder Leber – Drucken im 21. Jahrhundert
15.-17. Mai
Beuron
2015
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
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. Ein großer Vorteil des 3D-Drucks im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren liegt darin, dass Produkte individuell an den Patienten angepasst werden können, sodass es sich meistens nicht um eine Serienfertigung handelt. Im Gegensatz zu Prothesen, Hilfsmitteln und medizinischen Modellen müssen Implantate hohe Anforderungen an die Biokompatibilität der Materialien erfüllen. Hierfür werden etablierte Materialien, wie z.B. Titan mittels Laser-Sinterverfahren, gedruckt, aber auch biologische Materialien, wie z.B. biodegradierbare Polymere oder Hydrogele. Diese werden zum Teil als sogenannte Scaffolds mit Zellen besiedelt mit der Absicht, dass so biologisches Gewebe entstehen soll; teilweise werden sie nach der Implantation von den Zellen des Patienten besiedelt und dann abgebaut und durch körpereigenes Material ersetzt. Seit einigen Jahren wird nun auch erprobt, die Zellen direkt zu drucken, um so biologisches Gewebe oder ganze Organe herzustellen. Hierfür werden hauptsächlich drei verschiedene Drucktechniken eingesetzt: Tintenstrahldrucker, Extrusionsdrucker und der Laser-induzierte Vorwärtstransfer. 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.