3D-Drucker erzeugt personalisierte Ersatz-Herzklappen

“Unsere Vision besteht darin, "echte" Herzklappen aus Humangewebe zu "drucken", beziehungsweise dieses zu züchten. Additive Fertigungsverfahren spielen hierbei insofern eine wesentliche Rolle, als auf der Basis einer Computertomographie des betroffenen Patienten mit einem 3D-Drucker ein Herzklappengerüst maßgeschneidert gefertigt wird. Dieses soll mit Spenderzellen - im Idealfall körpereigenen - besiedelt werden, um das Zellwachstum so in eine dauerhafte 3D-Struktur zu “zwingen””, erklärt Hartmut Schwandt, Leiter des 3D-Labors an der TU Berlin, im Vorfeld seines Vortrags (Tickets gibt es hier) im futurezone-Interview.

Das Gerüst für die Herzklappen soll dabei aus einem Kunststoff gefertigt werden, der mit der Zeit vom Körper resorbiert werden kann. Solange das Gewebe seine Form nicht von alleine behält, bleibt das Gerüst bestehen, danach wird es vom Körper abgebaut und es bleibt nur die "reine" Herzklappe zurück. Am Anfang des Prozesses steht eine Gewebespende, aus der nach und nach das nötige Zellmaterial entsteht.

Langwieriger Prozess

“Es wird ein Tissue-Engineering-Prozess in Gang gesetzt, bei dem Herzklappengewebe in einem Bioreaktor aus den Spenderzellen gezüchtet wird. Nach einigen Monaten ist das dann hoffentlich hinreichend und geeignet besiedelte Stützgerüst bereit für den Einsatz im Körper”, erklärt Schwandt. Nach der Implantation dauert es noch einige Jahre, bis die Herzklappe ihre volle Funktionsfähigkeit erreicht hat.

Bis die ersten auf diese Weise hergestellten Herzklappen eingepflanzt werden können, wird es allerdings noch eine Weile dauern. “Bei unserem eigenen Ansatz hoffen wir, mit unserem Partner, dem Deutschen Herzzentrum Berlin, in wenigen Jahren zunächst den Nachweis der Machbarkeit des vollständigen Fertigungsprozesses von der additiven Fertigung bis zum kontrollierten Gewebewachstum im Bioreaktor erbringen zu können”, so Schwandt. Ein großes Problem stellt heute vor allem noch die Arbeit mit lebenden Zellen und langfristig die Versorgung des erzeugten Gewebes dar. Für ein funktionierendes Implantat müssen Blutgefäße und andere Versorgungsgewebe berücksichtigt werden. Wenn diese Herausforderungen bewältigt werden können, wäre langfristig sogar die Herstellung ganzer Organe möglich.