Knorpelaufbau mit Stammzellen & BioPen

Test an Schafen erfolgreich: Kommt neuer Knorpel in Zukunft aus dem BioPen?

Beim sogenannten BioPen handelt es sich um einen 3D-Stift für organische Substanzen. Mit dem Gerät in Stiftform lassen sich dreidimensionale Strukturen erzeugen. Besteht die „Tinte“ aus Stammzellen, sind Mediziner in der Lage, sogar neue Zellstrukturen und Gewebe aufzubauen. Der Stift, der das Tissue Engineering revolutionieren könnte, wurde von der Universität Wollongong, dem St. Vincent’s Hospital in Mellbourne sowie dem Aikenhead Center für medizinische Entdeckung (ACMD) in Australien entwickelt.

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Der in Australien entwickelte BioPen wurde erstmals erfolgreich an Schafen getestet. Bei ihnen versuchten Mediziner, neuen Knorpel mithilfe von Stammzellen aufzubauen. Der BioPen könnte das Tissue Engineering revolutionieren. Erste Tests an Menschine, z. B. bei Arthrose-Therapie, werden wahrscheinlich bald folgen.

 

Schafe waren „Versuchskaninchen“ für den Knorpelaufbau mit Stammzellen

Die australischen Wissenschaftler testeten den BioPen kürzlich an Schafen. Die Ergebnisse überzeugten Experten, denn die Eingriffe verliefen erwartungsgemäß und ohne Komplikationen. Den behandelten sechs Schafen geht es blendend. Sie können sogar wieder Gewicht tragen und damit das Gelenk belasten.

Eine Studie zum Knorpelaufbau mit Stammzellen und dem BioPen am Menschen rückt in greifbare Nähe. Im ersten Stadium der klinischen Erprobung könnte Menschen mit Gelenkerkrankungen wie Osteoarthritis geholfen werden, denn mithilfe des Gerätes sind Chirurgen in der Lage, neue Knorpel in ein beschädigtes Gelenk zu implantieren. Der erforderliche Eingriff gilt als einfach. Die Risiken werden als gering eingeschätzt.

 

Wie funktioniert der BioPen?

Mit Hilfe des BioPens können die Chirurgen direkt neue Zellen auf den Knochen drucken und diese anschließend mit ultraviolettem Licht trocknen. Damit lässt sich Schicht für Schicht ein organisches Objekt aufbauen – wie z. B. Knorpel in einem Gelenk. Als Material werden Stammzellen genutzt, die sich vor Ort zu dem gewünschten Zelltyp – im Fall des Experiments zu Knorpelzellen – ausdifferenzieren.

Im Versuch mit den Schafen wurde so ein Knorpelaufbau von einem Zentimeter Dicke realisiert. Die beteiligten Mediziner und Biologen stellten fest, dass nach erfolgreichem Eingriff der Knorpel weiterwuchs.

 

Einsatzgebiet des BioPens bei Muskelverletzungen, Knorpelverschleiß oder Knochenerkrankungen

Langfristig könnte diese Beobachtung zu weiteren Einsatzgebieten für den BioPen führen. Vom Konzept her ist der BioPen anpassbar. Die Reparatur von Schäden an Sehnen, Muskeln, Knochen aber auch Herz und Lunge liegt im Bereich des Möglichen.

Von der Entwicklung des BioPens profitieren demnach nicht nur Spitzenathleten mit kaputten Knorpeln wie beim Meniskusriss oder dem Bandscheibenvorfall. Auch die Arthrose-bedingten Beschwerden älterer Menschen in Knie, Schulter und Hüfte ließen sich lindern.

 

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