Neues Ohr aus dem 3D-Drucker

Neues Ohr(gan) aus Stammzellen dank 3D-Druck

Ein gemeinsames Forscherteam aus britischen und amerikanischen Wissenschaftlern perfektioniert die Technik des 3D-Druckes weiter, um mit ihrer Hilfe, ein menschliches Ohr aus eigenen Stammzellen des Patienten wachsen zu lassen.

© Hans / pixabay.com

Menschen mit Mikrotie leiden unter einer Fehlbildung des Ohres. Das verkümmerte Ohr hat Auswirkungen auf den Alltag. Hänseleien und Mobbing sind möglich. In sehr ausgeprägten Fällen ist bei Kindern sogar das Hörvermögen und der Spracherwerb beeinträchtigt. Abhilfe konnte bislang nur eine aufwändige Operation schaffen, bei der das Ohr aus einem Stück Rippe rekonstruiert wurde. Dank neuer Technik kommt nun das neue Ohr aus dem 3D-Drucker und wird mit Stammzellen besiedelt.

 

Das Bild ging im letzten Jahr um die Welt. Der chinesische Arzt Dr. Wang Jihua ließ am Arm eines Patienten ein neues Ohr wachsen. Sicherlich erinnern Sie sich auch noch an die weiße Maus mit dem Ohr auf dem Rücken. Tissue Engineering, ein Teilgebiet der Regenerativen Medizin, war damals das große Zauberwort. Mittlerweile sind seitdem 15 Jahre vergangen. Doch der Traum von technisch hergestellten, körpereigenem Ersatzgewebe ist noch immer aktuell. Viele Patienten sind auf neue Organe angewiesen. Spenderorgane sind jedoch nach wie vor rar. Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten deshalb an Alternativen: Neue Organe aus dem Labor.

Jetzt konnte ein wichtiger Durchbruch vermeldet werden: Am Zentrum für Regenerative Medizin an der University of Edinburg und der University of California wurde ein Verfahren entwickelt, um aus Stammzellen ein Ohr wachsen zu lassen. Im ersten Schritt müssen die Mediziner eine Polymerform des Ohres anfertigen. Sie wird im 3D-Drucker hergestellt. Im nächsten Schritt implantieren die Mediziner in diese Grundform Stammzellen des Patienten. Im Laufe der Zeit löst sich das Polymergerüst auf. Bis dahin sind jedoch die Stammzellen angewachsen und haben sich ausdifferenziert. Die Stützfunktion übernehmen dann reife Knorpelzellen, die die Form des Ohres nachzeichnen.

 

Ohr-Rekonstruktion mit Hilfe von 3D-Scan und -Drucker

Aktuell profitieren vor allem Kinder vom neuen Ohr aus dem 3D-Drucker. Sie können unter einer Ohrmuschelfehlbildung, der sogenannten Mikrotie, leiden. Aus dem Lateinischen übersetzen lässt sich der Fachbegriff mit „außergewöhnlicher Kleinheit des Ohres“. In Deutschland kommen jährlich ca. 100 bis 150 Kinder mit dieser Fehlbildung zur Welt.

Der Defekt ist in der Regel angeboren. Während das Kind wächst, entwickelt sich das betroffene Ohr nicht weiter und verkümmert. Um den Kindern den Spott der Altersgenossen zu ersparen, aber auch um die negativen Auswirkungen auf das Gehör und den Spracherwerb zu minimieren, bestand die bisherige Therapie aus einer aufwändigen Operation.

Um genügend Knorpelmasse gewinnen zu können, wurde den kleinen Patienten ein Teil der Rippe abgetragen. Der Chirurg musste das Stück in die Form eines Ohres bringen. Ohne „Schnitzkünste“ und viel Erfahrung ging das nicht. Die Operation war und ist nicht ohne Risiko, der optische Erfolg unter Umständen nicht perfekt.

Das neue Verfahren dagegen verspricht eine enorme Vereinfachung und Minimierung der Risiken. Zunächst vermisst der Mediziner den Patienten genau mit Hilfe eines 3D-Scanners, denn es wird ein digitales Model des korrekten Ohres benötigt. Das gespiegelte digitale Modell druckt ein 3D-Drucker aus. Als Basis für den Druck kommen synthetische Polymere zum Einsatz. In das Modell werden Stammzellen injiziert. Danach muss es in einer Nährflüssigkeit ruhen, wo Wachstumsfaktoren dafür sorgen, dass sich die Stammzellen entsprechend ausdifferenzieren.

 

Verfahren wahrscheinlich auch für Gelenkersatz geeignet

Das Ohr ist im Moment nur eine Zwischenetappe auf dem Weg zum neuen Organ aus dem 3D-Drucker: Herz, Niere oder Lungen sollen vollfunktionsfähig reproduziert werden. Die Forscher sind jedoch optimistisch, dass sich das jetzige Verfahren auch für die Reproduktion von Gelenken einsetzen lässt –  für viele Arthrose-Patienten sind das gute Nachrichten. Bislang konnte diesen Patienten nur eine künstliche Prothese ins Knie oder die Hüfte eingesetzt werden, wenn die konventionelle Therapie aus medikamentöser Schmerzlinderung und Physiotherapie nicht mehr weiterhalf. Doch künstliche Gelenke nutzen sich ebenfalls ab, weswegen ein erneuter Austausch des kaputten Gelenks bislang vermieden wurde, indem man den Gelenkersatz so lang wie möglich hinauszögerte.

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