Wissen | Gesundheit
30.05.2018

Erste Hornhaut mit 3D-Drucker "gedruckt"

Nach Verletzungen und Infektionen der Hornhaut kann eine Transplantation Blindheit verhindern.

Wissenschaftlern der Universität Newcastle in Großbritannien ist es erstmals gelungen, Hornhaut mithilfe eines 3D-Druckers zu "drucken". Dazu wurden Stammzellen einer gesunden Spenderhornhaut mit Alginat, ein Stoff, der aus Algen gewonnen wird, und Kollagen, das sind Eiweißstoffe des Bindegewebes, gemischt. Aus dieser "Tinte" konnte dann mithilfe eines günstigen 3D-Bioprinters eine menschliche Hornhaut gedruckt. Dieser Vorgang dauerte weniger als zehn Minuten.

Als äußerste Schicht des menschlichen Auges spielt die Hornhaut eine wichtige Rolle bei der Fokussierung des Sehens. Es gibt jedoch einen signifikanten Mangel an Hornhaut, der für die Transplantation zur Verfügung steht. Weltweit benötigen rund zehn Millionen Menschen eine Operation, um Hornhautblindheit als Folge von Krankheiten wie Trachom, einer infektiösen Augenerkrankung, zu verhindern. Darüber hinaus erblindeten fast fünf Millionen Menschen aufgrund von Hornhautnarben, die durch Verbrennungen, Schnittwunden, Abrasion oder Krankheiten verursacht werden.

Einzigartiges Gel

Viele Teams weltweit arbeiteten bereits daran, die ideale Biotinte zu entwickeln. "Unser einzigartiges Gel - eine Kombination aus Alginat und Kollagen - hält die Stammzellen am Leben und produziert gleichzeitig ein Material, das steif genug ist, um seine Form zu bewahren, aber weich genug, um aus der Düse eines 3D-Druckers herausgedrückt zu werden", sagt Che Connon, Professor für Tissue Engineering an der Newcastle University, der die Arbeit leitete .

"Dies beruht auf unseren früheren Arbeiten, bei denen wir Zellen innerhalb eines ähnlichen Hydrogels wochenlang bei Raumtemperatur am Leben hielten. Jetzt haben wir eine gebrauchsfertige Biotinte, die Stammzellen enthält, sodass die Anwender Gewebe drucken können, ohne sich um das Zellwachstum kümmern zu müssen separat", erzählt der Experte weiter.

Die Wissenschaftler demonstrierten ebenfalls, dass sie eine Hornhaut aufbauen können, die den individuellen Anforderungen eines Patienten entspricht. Die Abmessungen des bedruckten Gewebes wurden ursprünglich einer tatsächlichen Hornhaut entnommen. Durch das Scannen eines Patientenauges könnten sie die Daten verwenden, um schnell eine Hornhaut zu drucken, die der Größe und Form entspricht.

Die Technik könnte in Zukunft verwendet werden, um unbegrenzt Hornhäute produzieren zu können.Bis die Hornhäute wirklich transplantiert werden können, wird es allerdings noch einige Jahre dauern.