Forscher der Carnegie Mellon University haben eine neue Methode entwickelt, um den Bedarf an Organtransplantationen zu decken. Mit Hilfe des 3D-Eisdrucks ist es ihnen gelungen, Blutgefäße herzustellen, die den natürlichen Strukturen sehr ähnlich sind und im Körper ordnungsgemäß funktionieren können.
Die Entwicklung kommt zu einer günstigen Zeit, da sich die Anzahl der Menschen, die auf eine Transplantation warten, ständig erhöht. Laut der Division of Transplantation (DoT) in den USA waren im Jahr 2024 insgesamt 103.223 Männer, Frauen und Kinder auf der nationalen Warteliste registriert. Alle acht Minuten wird eine neue Person hinzugefügt.
Besonders für Organe, bei denen die Nachfrage hoch ist, wie beispielsweise Nieren, haben viele Patienten bereits lange gewartet. Laut Schätzungen der DoT sterben täglich etwa 17 Menschen, während sie auf eine Organspende warten. Aus diesem Grund wird viel Zeit und Forschung darauf verwendet, nicht nur die Anzahl der Organspender zu erhöhen, sondern auch alternative Möglichkeiten zur Gewinnung funktionsfähiger Organe zu finden.
Traditionelle Methoden des 3D-Drucks stoßen jedoch auf Probleme, wenn es darum geht, natürliche Blutgefäßnetzwerke in künstlichen Organen zu erstellen. Oftmals sind die Ergebnisse nicht funktionsfähig, da die Nachbildung der natürlichen Strukturen eine enorme Herausforderung darstellt. Hier könnte der 3D-Eisdruck die Lösung sein.
Die Forscher der Carnegie Mellon Universität haben die Technik des 3D-Eisdrucks im Jahr 2022 entwickelt. Dabei wird Wasser mit einer höheren Gefrierpunkttemperatur – sogenanntes schweres Wasser – in dünnen Schichten auf eine kalte Oberfläche aufgetragen. Durch das schichtweise Einfrieren entsteht ein reales Blutgefäßmodell.
Die 3D-gedruckten Eisvorlagen werden anschließend in einem Gelatinematerial eingebettet. Unter UV-Licht härtet das Gelatine aus und das Eis schmilzt, sodass realistische Blutgefäßkanäle entstehen. In diesen künstlichen Blutgefäßen konnten Endothelzellen eingeführt werden, die die Blutgefäße auskleiden und den Austausch zwischen Blutkreislauf und umgebendem Gewebe regulieren. Die Zellen überlebten bis zu zwei Wochen und werden nun für eine längere Zeit kultiviert.
Diese Forschungsergebnisse könnten nicht nur für Organtransplantationen von Bedeutung sein, sondern auch für die Untersuchung der Auswirkungen von Medikamenten auf Blutgefäße. Zudem stellen sie einen großen Fortschritt bei der Entwicklung lebensechter und komplexer Blutgefäßnetzwerke für die Gewebekultur dar und könnten einen bedeutenden Durchbruch in der Herstellung künstlicher Organe bedeuten.
Der Einsatz des 3D-Eisdrucks zur Herstellung künstlicher Blutgefäße eröffnet neue Möglichkeiten in der Medizin und gibt Hoffnung für die Zukunft der Organtransplantation. Was halten Sie von dieser Technik? Glauben Sie, dass sie in Zukunft die Grundlage für die Herstellung künstlicher Organe sein könnte? Teilen Sie uns Ihre Meinung in einem Kommentar mit!
Eine FAQ-Abteilung basierend auf den Hauptthemen und Informationen des Artikels:
1. Was haben Forscher der Carnegie Mellon University entwickelt?
Die Forscher der Carnegie Mellon University haben eine neue Methode entwickelt, um Blutgefäße mit Hilfe des 3D-Eisdrucks herzustellen.
2. Warum ist diese Entwicklung wichtig?
Die Entwicklung ist wichtig, da die Anzahl der Menschen, die auf eine Organtransplantation warten, ständig zunimmt.
3. Wie viele Menschen waren im Jahr 2024 in den USA auf der nationalen Warteliste?
Im Jahr 2024 waren insgesamt 103.223 Männer, Frauen und Kinder auf der nationalen Warteliste registriert.
4. Wie oft wird eine neue Person zur Warteliste hinzugefügt?
Alle acht Minuten wird eine neue Person zur Warteliste hinzugefügt.
5. Welche Bedeutung hat diese Entwicklung für Organe mit hoher Nachfrage?
Für Organe mit hoher Nachfrage, wie z.B. Nieren, könnte diese Entwicklung besonders wichtig sein, da viele Patienten bereits lange warten.
6. Wie funktioniert der 3D-Eisdruck?
Beim 3D-Eisdruck wird Wasser mit einer höheren Gefrierpunkttemperatur in dünnen Schichten auf eine kalte Oberfläche aufgetragen. Durch das schichtweise Einfrieren entsteht ein reales Blutgefäßmodell.
7. Wie werden die 3D-gedruckten Eisvorlagen weiterverarbeitet?
Die 3D-gedruckten Eisvorlagen werden in einem Gelatinematerial eingebettet. Unter UV-Licht härtet das Gelatine aus und das Eis schmilzt, sodass Blutgefäßkanäle entstehen.
8. Was wird in den künstlichen Blutgefäßen eingeführt?
In den künstlichen Blutgefäßen können Endothelzellen eingeführt werden, die die Blutgefäße auskleiden und den Austausch zwischen Blutkreislauf und umgebendem Gewebe regulieren.
9. Wie lange überlebten die eingeführten Zellen?
Die eingeführten Zellen überlebten bis zu zwei Wochen und werden nun für eine längere Zeit kultiviert.
10. Für welche Bereiche könnte diese Methode von Bedeutung sein?
Diese Methode könnte nicht nur für Organtransplantationen, sondern auch für die Untersuchung der Auswirkungen von Medikamenten auf Blutgefäße von Bedeutung sein.
11. Was könnte ein weiterer möglicher Nutzen sein?
Ein weiterer möglicher Nutzen dieser Methode besteht in der Entwicklung lebensechter und komplexer Blutgefäßnetzwerke für die Gewebekultur.
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Website der Carnegie Mellon University