Drucken von neuer Haut während einer Operation gelungen
Forschende der Pennsylvania State University ermöglichen plastische Chirurgie ohne Narben.
Foto: pte/Michelle Bixby/Penn State
Forschende der Pennsylvania State University haben einen Drucker entwickelt, der während einer OP neue Haut erzeugt, und zwar direkt auf den zu reparierenden Körperteilen, etwa dem Gesicht, der Brust oder am Kopf. Selbst Haarfollikel werden dabei produziert, sodass Haut, die auf dem Kopf gedruckt wird, wieder Haare sprießen lässt, heißt es.
Bessere Gesichtsrekonstruktion
„Rekonstruktive chirurgische Eingriffe zur Korrektur von Verletzungen oder Krankheiten im Gesicht oder am Kopf sind in der Regel unvollkommen und führen zu Narbenbildung oder dauerhaftem Haarausfall. Wir haben jetzt gezeigt, dass biologisch gedruckte, vollflächige Haut das Potenzial hat, bei Ratten Haare wachsen zu lassen. Das ist ein Schritt in Richtung einer natürlicheren und ästhetisch ansprechenderen Kopf- und Gesichtsrekonstruktion beim Menschen“, so Forscher Ibrahim T. Ozbolat.
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Zuvor hatte Ozbolats Team bereits im Labor neue Haut per 3D-Druck hergestellt. Jetzt ist es erstmals gelungen, ein vollständiges lebendes System aus mehreren Hautschichten, einschließlich der Unterhaut, intraoperativ zu produzieren, also während der OP. Die Forscher haben mit menschlichem Fettgewebe begonnen, das sie Patienten entnommen hatten. Daraus gewann Ozbolats Kollege Dino J. Ravnic ein Netzwerk aus Molekülen und Proteinen, das dem Gewebe Struktur und Stabilität verleiht – die Grundlage einer Biotinte, der ersten Komponente für den Druck der Haut.
Biotinte aus Stammzellen
Ravnic hat aus dem Fettgewebe zudem Stammzellen extrahiert, die in der richtigen Umgebung zu verschiedenen Zelltypen heranreifen können. Diese Stammzellen stellen eine zweite Komponente der Biotinte dar. Eine dritte Komponente sorgt dafür, dass die beiden Biotinten, sobald sie ihren Platz erreicht haben, gerinnen. Tinten und Gerinnungsmittel haben die Forscher in drei Kammern eines Druckers gefüllt.
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„Die drei Kammern ermöglichen es uns, die Matrix-Fibrinogen-Mischung zusammen mit den Stammzellen unter präziser Kontrolle zu drucken. Wir haben direkt in die verletzte Stelle gedruckt, mit dem Ziel, die Unterhaut zu bilden, die bei der Wundheilung, der Bildung von Haarfollikeln, der Temperaturregulierung und mehr hilft“, so Ozbolat. Genau so druckten die Forscher die mittlere Hautschicht. Die obere, genannt Epidermis, wächst dann von selbst.
Neue Haare aus dem Drucker?
„Wir glauben, dass diese Technik in der Dermatologie, bei Haartransplantationen sowie in der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie angewendet werden kann und zu einem weitaus ästhetischeren Ergebnis führt als bisherige OP-Techniken. Mit der vollautomatischen Bioprinting-Fähigkeit und kompatiblen Materialien auf klinischem Niveau könnte diese Technologie einen bedeutenden Einfluss auf die klinische Umsetzung von präzise rekonstruierter Haut haben“, schließt Ozbolat.
