Minimalinvasiv: Neue Ultraschalltechnik könnte Implantate im Körper drucken

Eine Ziege war die erste Patientin mit im Körper gedrucktem Implantat: Forscher verwendeten eine neue Ultraschalltechnik, um ihr Herz abzudichten und so nichtvalvuläres Vorhofflimmern zu unterbinden. Auch ein Huhn kam in den Genuss der neuartigen Behandlung, es darf sich über einen reparierten Knochendefekt im Bein freuen. Außerdem konnten dieselben Wissenschaftler Hydrogel drucken, die Chemotherapeutika direkt im Lebergewebe freisetzen. Diese drei faszinierenden Anwendungsgebiete bieten nur einen Vorgeschmack auf das, was bald schon möglich sein könnte.

Ultraschall kann auch beim Drucken helfen

Forscher passten ein bestehendes Druckverfahren an

Die drei führenden Köpfe dieses cleveren Forscherteams sind Junjie Yao, Assistenzprofessor an der Duke University, Y. Shrike Zhang, Assistenzprofessor an der Harvard University und Xiao Kuang, Postdoc an der Harvard Medical School,Brigham. Sie nahmen sich ein bestehendes Druckverfahren vor und wandelten es so um, dass minimalinvasiv den größten medizinischen Nutzen bringen.

Bei der gebräuchlichsten Art des 3D-Drucks trägt ein Drucker aufeinanderfolgende Schichten aus zähflüssigem Material auf, um ein dreidimensionales Objekt zu erstellen. Eine weitere etablierte Methode, der volumenmetrische Druck, besteht darin, Lichtstrahlen durch ein transparentes Gefäß zu schicken, das mit einem gelartigen Harz gefüllt ist. Das Harz polymerisiert dort, wo es den Strahlen ausgesetzt ist, der Rest bleibt Gel. Am Ende des Druckprozesses lassen sich Geld und Objekt problemlos voneinander lösen.

»Tinte« verfestigt sich auf Auftreffen von Ultraschallwellen

Allerdings besteht unser Körper nicht aus lichtdurchlässigem Stoff, ganz im Gegenteil. Er lässt so gut wie keine Lichtstrahlen durch, dafür aber Schall. Die Forscher ersetzten deshalb das Licht durch Ultraschallimpulse und erfanden so das Deep Penetration Acoutic Volumetric Printing (DVAP). Die »Tinte« ist biokompatibel und wird per Spritze in den Körper injiziert. Sie erwärmt sich bei Auftreffen der Ultraschallwellen und verfestigt sich dabei. Der polymerisierte Teil verbleibt an Ort der Stelle, den Rest saugt die behandelnde Person mit einer Spritze wieder ab.

Die bisherigen Labortests verliefen laut dem Forscherteam positiv. Die Sonotinte lässt sich in biologisch abbaubarer Variante produzieren, aber auch als langlebiges Material, das für den Rest des Lebens im Körper verbleibt. Letzteres ahmt dann verschiedenartige Gewebearten nach, starr wie Knochen oder weich wie eine Herzwand. Klingt nach medizinischer Revolution, nicht wahr?