Medizin: Forscher verschließen Wunden per 3D-Drucker mit Hautzellen

3D-Drucker gelten gemeinhin als Revolution für Fertigungsprozesse. Aber auch das Potential in der Medizin ist enorm. Ein gutes Beispiel brachte nun eine Studie am Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM), bei der Forscher große Wunden, die normalerweise eine Hautverpflanzung nötig machen würden, mit Hilfe eines 3D-Biodruckers sowie Hautzellen des Patienten schließen konnten.

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Tinte aus Hautzellen

Die Idee, Haut im 3D-Drucker zu drucken, ist nicht neu, sondern existiert bereits seit ein paar Jahren. 2014 wurde ein Prototyp vorgestellt, der in der Lage war, größere Stücke menschlicher Haut zu drucken, die dann individuell zugeschnitten und verpflanzt werden konnten. Seitdem wurde die Technologie entsprechend weiterentwickelt – eine Evolution, die schließlich in einem mobilen Gerät endete, der quasi wie eine Art Hautspender arbeitet.

Der neue Biodrucker wirkt wie eine Art Kreuzung zwischen dem ursprünglichen Prototypen und dem tragbaren Gerät. Es ist deutlich größer, aber immer noch mobil genug, um variabel in einem Krankenhaus eingesetzt zu werden. Das Gerät kann auf Rollen transportiert werden und quasi direkt in die Wunden drucken.

Die Tinte wird direkt aus den eigenen Zellen des Patienten gewonnen, um das Risiko einer Abstoßung zu minimieren. Dafür werden zwei Typen von Hautzellen isoliert: Fibroblasten, die Zellen, die für die nötige Struktur bei der Heilung sorgen, und Keratinozyten, die die äußerste Hautschicht bilden. Anschließend werden größere Mengen dieser Zellen gezüchtet und in ein Hydrogel eingebracht, sodass eine Art Tinte für den Biodrucker entsteht.

Neue Methode baut die Struktur der Haut nach

Nun kommt der entscheidende Unterschied zu bisherigen vergleichbaren Biodruckern zum Tragen: Statt die Biotinte einfach auf die Wunde aufzutragen, erstellt ein 3D-Scanner ein Abbild der Wunde. Anschließend füllt der Drucker die tiefen Stellen der Wunde mit Fibroblasten und bedeckt die komplette Wunde dann mit Keratinozyten. Mit dieser Technik wird die natürliche Struktur der Haut nachgebaut, was eine schnellere Heilung ermöglicht. Das Team zeigte seine Methode bereits an Mausmodellen. Die Methode funktioniert allerdings nur, wenn die Tinte aus den Hautzellen des jeweiligen Patienten gewonnen wird. Ansonsten ist die Gefahr der Abstoßung zu groß.

„ If you deliver the patient’s own cells, they do actively contribute to wound healing by organizing up front to start the healing process much faster. While there are other types of wound healing products available to treat wounds and help them close, those products don’t actually contribute directly to the creation of skin„, so James Yoo, der an der Studie beteiligt war.

Als nächster Schritt wollen die Forscher klinische Studien an menschlichen Probanden durchführen. Der Biodrucker könnte eines Tages zum Einsatz kommen, um Brandwunden, diabetische Geschwüre oder andere großen Hautwunden zu behandeln.

via Wake Forest School of Medicine