Das soll ins Auge gehen: Hornhaut aus dem 3D-Drucker

Die ersten menschlichen Hornhäute haben Wissenschaftler der britischen Universität Newcastle im 3D-Druckverfahren erstellt.

Als äußerste Schicht des menschlichen Auges spielt die Hornhaut eine wichtige Rolle bei der Fokussierung des Sehens. Weltweit müssen 10 Millionen Menschen operiert werden, um Hornhautblindheit infolge von Krankheiten wie dem Trachom, einer infektiösen Augenerkrankung, zu verhindern. Darüber hinaus leiden fast 5 Millionen Menschen an totaler Erblindung durch Hornhautnarben, die durch Verbrennungen, Schnittwunden, Abrieb oder Krankheit entstanden sind. Aber es stehen nicht genügend Hornhäute zur Verfügung.

Dr. Steve Swioklo, Co-Autor und Prof. Che Connon machten bei der Vorstellung der neuen Technik deutlich, dass diese Technik in Zukunft eingesetzt werden könnte, um eine unbegrenzte Versorgung mit Hornhaut zu gewährleisten.

Der auf der Plattform „Experimental Eye Research“ veröffentlichte Bericht der Forscher beschreibt, wie man aus menschlicher Hornhaut-Stammzellen aus einer gesunden Spenderhornhaut mit Alginat und Kollagen gemischt eine druckbare Lösung gewinnt. Der einfache, kostengünstige 3D-Bio-Drucker extrudiert die „Bio-Tinte“ und formt in konzentrischen Kreisen die Form einer menschlichen Hornhaut. Der Druck dauert weniger als 10 Minuten, dann beginnen die Stammzellen zu wachsen.

Einzigartige Bio-Tinte

Che Connon, Professor an der Newcastle University, leitete die Arbeit: „Viele Teams auf der ganzen Welt haben nach der idealen Bio-Tinte gesucht, um diesen Prozess möglich zu machen. Unser einzigartiges Gel – eine Kombination aus Alginat und Kollagen – hält die Stammzellen am Leben und produziert das besondere Material. Es ist steif genug, um seine Form zu halten. Aber gleichzeitig weich genug, um aus der Düse eines 3D-Druckers herausgedrückt zu werden.“

Die Forschung baut auf einer früheren Arbeit auf. Die hatte gezeigt, wie Zellen wochenlang bei Raumtemperatur in einem ähnlichen Hydrogel überleben. Jetzt hat man nach Angaben der Forscher eine gebrauchsfertige Bio-Tinte mit Stammzellen. Der Anwender kann mit dem Drucken beginnen, ohne sich um das anschließende Wachstum der Zellen kümmern zu müssen.

Die Wissenschaftler, darunter Abigail Isaacson vom Institute of Genetic Medicine, Newcastle University, zeigten auch, dass sie eine Hornhaut aufbauen können, die den individuellen Anforderungen eines einzelnen Patienten entspricht.

Durch vorheriges Scannen des individuellen Patienten erhält man die korrekte Abmessung der benötigten Abmessungen. So entsteht ein Endprodukt, das exakt die gewünschte Größe und Form besitzt.

Die 3D-gedruckten Hornhäute werden nun weiteren Tests unterzogen werden. Es wird noch einige Jahre dauern, bis man in der Lage sein wird, sie für Transplantationen zu verwenden. Man hat allerdings jetzt schon gezeigt, welches Potenzial diese Technik für die Zukunft der Augenmedizin haben kann.

Bildquelle und weitere Informationen: University of Newcastle

 

 


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Kurt Hoppen

seit über 30 Jahren bei Bluhm Systeme und an allen Dingen rund um Kennzeichnungstechnik, Logistik und Barcode interessiert.

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