Neue Methode für Tissue Engineering ermöglicht Organ-Wachstum


Das sogenannte Tissue Engineering erlaubte bisher nur die Herstellung dünner Gewebeschichten im Labor. In einem großen Fraunhofer-Projekt unterschiedlicher Institute entstehen nun erstmals vollständig biokompatible künstliche Blutgefäße. Die Wissenschaftler haben dafür Verfahren aus der Produktionstechnik auf elastische Biomaterialien übertragen: Die im Rapid Prototyping etablierte 3-D-Drucktechnik und die in der Polymerwissenschaft entwickelte hoch auflösende Multiphotonenpolymerisation.

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Rapid Prototyping bedeutet die schnelle Herstellung komplex geformter Produkte durch das schichtweise Auftragen von Material. Um Blutgefäße mit diesem Verfahren zu „drucken“, verwenden die Fraunhofer-Forscher im Team des Projektleiters Dr. Günter Tovar vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart aber zudem noch die Multiphotonenpolymerisation. Bei dieser Technik beschießen sie das Material zusätzlich mit kurzen Laserpulsen. So gelingt es, die hauchfeinen und gleichzeitig elastischen Röhrenstrukturen auszubilden, die für ein Blutgefäßsystem benötigt werden.

Der Prototyp für eine solche Anlage, die diese beiden Verfahren kombiniert, ist schon im Aufbau. Doch bevor mit Rapid Prototyping ein künstliches Gefäßsystem geschaffen werden kann, mussten die Wissenschaftler viel Zeit in Planung und Simulation ihrer Werkstücke stecken. Maße, Struktur und die Verzweigungen der kleinen Röhrchen müssen exakt berechnet werden, damit später kein Stau entsteht und das Blut ungehindert fließen kann.

Mit den so erzeugten Blutgefäßen lassen sich komplett künstliche Organe an einen Kreislauf anbinden und mit Nährstoffen versorgen. Diese eignen sich dann zwar noch nicht für eine Transplantation, dafür kann der Organkomplex als Testsystem genutzt werden und so Tierversuche ersetzen. Auch die Behandlung von Bypass-Patienten mit künstlichen Gefäßen ist perspektivisch vorstellbar.

© Fraunhofer-Gesellschaft 2012