Eine Herzklappe aus dem Labor, ein ganzes Organ aus dem 3-D-Drucker: Forschern ist es gelungen, mit einer Biotinte funktionsfähiges Lebergewebe zu drucken. Dieser kleine Erfolg soll nur der Anfang sein.

Rund 11.000 Menschen warten derzeit in Deutschland auf ein Spenderorgan, von denen es viel zu wenige gibt. 1000 dieser Patienten sterben pro Jahr, weil sie nicht rechtzeitig das dringend benötigte Organ bekommen. Was für ein Traum wäre es, wenn diesen Menschen künftig mit künstlich gezüchteten Organen aus dem Labor geholfen werden könnte.

An dieser Vision arbeitet die regenerative Medizin. Sie gehört innerhalb der Biomedizin zu den Gebieten mit der stärksten Entwicklungsdynamik. Rund um den Globus forschen Wissenschaftler an der Erneuerung von Organen – mit zum Teil bemerkenswerten Erfolgen. So gelingt es beispielsweise bereits, nachwachsende Herzklappen im Labor zu züchten. An anderer Stelle arbeiten Forscher daran, Stammzellen in voll funktionsfähige Leberzellen zu verwandeln. Beim Ersatz von Haut- und Knorpelgewebe ist man schon viel weiter. Bereits seit Jahren gibt es Verfahren, neuen Knorpel für Gelenke aus bestimmten körpereigenen Knorpelzellen zu züchten. Auch die Bandscheibe, also der Gallertkern zwischen den Wirbelkörpern, kann so wieder aufgebaut werden.

Der neueste Trend bei der regenerativen Medizin ist – ähnlich wie in der Industrie – der 3-D-Druck. Die Technologie, die nach Meinung vieler Experten industrielle Fertigungsprozesse revolutionieren wird, könnte auch der regenerativen Medizin völlig neue Möglichkeiten eröffnen. Kürzlich ist es Wissenschaftlern in Harvard gelungen, eine Biotinte zu entwickeln, mit der Gewebe gedruckt werden können. Konkret wurden drei verschiedene Biotinten produziert. Die erste enthält eine extrazelluläre Matrix, die das Gewebe zusammenhält. Die zweite Biotinte enthält zusätzlich noch lebende Zellen. Die dritte Biotinte der Forscher ermöglicht die künstliche Bildung von Blutgefäßen im erzeugten Gewebe. So konnten sie bereits künstliches Gewebe mit Gefäßsystem erstellen. Das alles befindet sich zwar noch im Stadium der Grundlagenforschung. Dennoch ist es das Ziel der Wissenschaftler, künftig krankes Gewebe durch neu gedrucktes zu ersetzen.

Zu den führenden Unternehmen in diesem Bereich gehört Organovo aus Kalifornien. Im November vergangenen Jahres hat das Unternehmen Lebergewebe produziert, das eine Stärke von einem halben Millimeter erreichte und insgesamt 40 Tage überlebte. Jetzt will Organovo bis Ende dieses Jahres ein Gewebe mit deutlich längerer Lebensdauer drucken. Die größte Herausforderung ist dabei die Herstellung des Gefäßsystems, das das Gewebe mit lebensnotwendigem Sauerstoff sowie mit Nährstoffen versorgt.

Dass wir schon bald keine Organspender mehr benötigen werden, weil der 3-D-Drucker in Zukunft die erforderlichen Organe druckt, ist allerdings noch immer Zukunftsmusik. Die Forscher sind zwar weltweit auf dem richtigen Weg, doch bis aus der Grundlagenforschung praktisch anwendbare Medizin wird, dürften noch etliche Jahre vergehen.

Vor allem müssten die Entwicklungen zunächst umfangreich und mit Erfolg am Menschen getestet werden, damit die Behörden eine Zulassung prüfen könnten. Aber um chemische Substanzen oder Medikamente beispielsweise auf ihre Giftigkeit zu testen, dafür könnte das gedruckte Gewebe schon viel schneller zum Einsatz kommen.