Der kanadische Spezialist Mohammed Izadifar hat eine Methode zur Reparatur von Herzgewebe mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie entwickelt.
Der Wissenschaftler hat die Erfindung bereits an Nagetieren getestet und angekündigt, dass sie auch bei Operationen am Menschen erfolgreich eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen des 3D-gedruckten „Flickens“ dehnt sich das angebrachte Teil aus, so dass der Defekt des Herzgewebes lokalisiert wird, bis er vollständig verschwindet. Mohammed setzte eine speziell angepasste Röntgentechnik ein, um das beschädigte Teil vor der Operation genau zu untersuchen. Die Anpassung bestand darin, die Parameter des Geräts so zu verändern, dass das mikroskopische Mäuseherz in ausreichenden Proportionen für weitere Manipulationen betrachtet werden konnte.
Das verwendete Fixiermittel war Gel auf Algenbasis, es ist vollständig kompatibel mit menschlichen Zellen, verursacht keine Abstoßungsreaktionen und kann nach der für die Implantation des Lappens erforderlichen Zeit absorbiert werden.
Zum Vergleich. Der 3D-Druck wird in vielen Bereichen erfolgreich eingesetzt, so auch in der Medizin. In Deutschland wurden bereits experimentelle Knorpelproben, die mit einem Drucker hergestellt wurden, getestet. In China werden orthopädische Knochen auf diese Weise hergestellt. Wissenschaftler aus Italien sind noch einen Schritt weiter gegangen: Sie haben angekündigt, dass ihre neue Drucktechnologie schon bald in der Lage sein wird, den Sehnerv nachzubilden. Die Experimente sind zwar noch weit davon entfernt, in der Praxis umgesetzt zu werden, aber wir glauben, dass in naher Zukunft die ersten greifbaren Ergebnisse der Forschung und der Experimente vorliegen werden.
Die für den Wiederaufbau des Herzmuskels benötigten Zellen werden aus Stammzellen gewonnen. Sie werden in ein Hydrogel eingebettet und dann in Menschen transplantiert. Nach einiger Zeit löst sich das Gel auf, und neue Zellen setzen sich an den defekten Stellen fest, füllen sich mit Blutgefäßen und ermöglichen es dem geschädigten Organ, sich vollständig zu erholen. Experten stellen fest, dass die 3D-Drucktechnologie gerade für die Einführung von Zellen Dritter in bestehendes Gewebe geeignet ist. Die dreidimensionalen Modelle ermöglichen es Ihnen, die Struktur und Stärke des Gewebes zu verändern, was den Heilungsprozess beschleunigt und die Möglichkeit einer Abstoßung praktisch ausschließt.
Wie genau funktioniert dieser Prozess des 3D-Druckens eines fehlenden Herzstücks? Kann es wirklich als Ersatz für ein menschliches Herz verwendet werden? Gibt es bereits klinische Studien oder Patienten, die von dieser Technologie profitiert haben?
Der Prozess des 3D-Druckens eines fehlenden Herzstücks beginnt mit der Erstellung eines digitalen 3D-Modells des Organs. Dieses Modell wird dann in dünne Schichten zerlegt und Schicht für Schicht mit geeignetem Material (wie z.B. Biopolymeren) gedruckt, um das gewünschte Herzstück zu schaffen. Derzeit können 3D-gedruckte Herzstücke wie Herzklappen und Gefäßstützen bereits für Transplantationen verwendet werden, aber ein vollständiges menschliches Herz kann noch nicht komplett ersetzt werden.
Es gibt bereits klinische Studien, die sich mit dem Einsatz von 3D-gedruckten Herzstücken befassen, aber die Technologie steckt noch in den Anfängen und es wird weiterhin geforscht, um die Sicherheit und Wirksamkeit zu gewährleisten. Einige Patienten haben bereits von dieser Technologie profitiert, insbesondere im Bereich der Herzklappenethik, aber es wird noch einige Zeit dauern, bis vollständige 3D-gedruckte menschliche Herzen zur Verfügung stehen.