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Technology Review

Mit dem 3D-Printer gegen Arthrose

US-Forscher arbeiten an einem Verfahren, mit dem sich Knorpel Schicht für Schicht ausdrucken lässt.

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Mit dem 3D-Printer gegen Arthrose

Mit zunehmendem Alter, durch Sport oder genetische Prädisposition kann sich die Knorpelschicht zwischen den Gelenken abnutzen. Betroffene leiden dann an verschiedenen Arten der Arthrose, die sich nur schwer behandeln lässt. US-Forscher wollen Knorpel daher nun per 3D-Drucker herstellen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe "(Knorpel aus dem Drucker").

Das technische Prinzip zeigte Ibrahim T. Ozbolat, außerordentlicher Professor für Ingenieurwissenschaften und Mechanik, zusammen mit seinem Team anhand von tierischem Gewebe – Kuhknorpel, um genau zu sein. Will man derzeit Knorpel in der Petrischale züchten, werden Zellen in ein Hydrogel gelegt, das aus Polymerketten besteht und als Gerüst dient. Dies erlaube aber kein normales Wachstum, erläutert Ozbolat. Ergebnis ist ein mechanisch nicht sehr belastbares Material.

Die Penn-State-Forscher setzen deshalb auf ein Druckverfahren, bei dem Knorpelzellen als Tinte dienen. Um diese zu erhalten, werden sie zunächst für eine Woche in winzigen Röhrchen aus einem Algenextrakt herangezogen. Gedruckt wird mit einer Spezialdüse, mit der sich Reihen von Knorpelsträngen hintereinander anordnen lassen. Nach einer halben Stunde landet das Gewebe dann in einer Nährlösung, die es weiter aushärten lässt. Laut Ozbolat lassen sich beliebige Stranglängen erzeugen.

Beim Menschen stellt sich allerdings momentan noch die Frage, welches Ausgangsmaterial zur Bildung des künstlichen Knorpels verwendet wird. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. So könnten Knorpelproben entnommen werden, um den Zucht- und Druckvorgang einzuleiten. Alternative könnte man auch Stammzellen verwenden, die sich in Knorpelzellen ausdifferenzieren. Die passende Methodik wollen Ozbolat und sein Team noch erforschen.

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(bsc)

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