Human-on-a-Chip: 3D-Druck zur Reproduktion menschlichen Gewebes

BRASILIEN: Forscher der São Paulo State Research Support Foundation (Visp) haben Pionierarbeit bei der Entwicklung eines revolutionären Geräts namens „Human-on-a-Chip“ oder „Body-on-a-Chip“ (BoC) geleistet, das 3D-Drucktechnologie nutzt . 

Dieses hochmoderne Gerät, das menschliches Gewebe reproduzieren kann, war maßgeblich an der Bewertung der Toxizität verschiedener Produkte beteiligt und markierte einen bedeutenden Meilenstein in der biomedizinischen Forschung.

Verwendung bei Produkttoxizitätstests

Das BoC, das Haut- und Darmgewebe nachbildet, wurde in mehreren Ländern, darunter Brasilien, für Toxizitätstests eingesetzt. Große Branchenakteure wie der Kosmetikriese Nature setzen seit der ersten Hälfte des Jahres 2023 auf diese Technologie. 

Gemeinsame Anstrengung zur Revolutionierung des 3D-Drucks in der Herstellung medizinischer Geräte

Die Biologin Juliana Lago erklärt: „Wir tragen den Inhaltsstoff, den wir testen möchten, auf die rekonstruierte Haut auf und bewerten seine Toxizität, indem wir die Wirkung des menschlichen Körpers simulieren.“

Dieser innovative Ansatz geht auf ethische Bedenken ein, die bisher mit Sicherheits- und Wirksamkeitstests verbunden waren, insbesondere in der Schönheits-, Körperpflege- und Parfümindustrie. Durch den Ersatz von Tierversuchen, die im März 2023 vom Nationalen Rat zur Kontrolle von Tierversuchen (Concea) verboten wurden, durch BoC-Technologie können Forscher umfassende Toxizitätsbewertungen durchführen und gleichzeitig die Einhaltung ethischer Standards sicherstellen.

Material und Produktionsprozess

Das Startup 3DBS mit Sitz in Campinas, Brasilien, spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von menschlichem Gewebe mithilfe der 3D-Drucktechnologie. Darmgewebe wird aus Zellen hergestellt, die aus einer Zellbank in Rio de Janeiro stammen, während Hautgewebe aus menschlichen Zellen gewonnen wird, die aus bei Operationen entnommenen Gewebeproben gewonnen werden. 

Die Biologin Ana Luisa Milas erklärt: „Zellen, die bei Kindern nach einer Operation entnommen wurden, produzieren schnell Kollagen Typ I, das Protein, das wir brauchen, weil es der Haut Widerstandskraft und Elastizität verleiht.“

Formlabs stellt Harzpumpsystem und Materialien für verbesserten 3D-Druck vor

Über ihre Anwendung in der biomedizinischen Forschung hinaus hat die 3D-Drucktechnologie vielfältige Anwendungen gefunden, darunter kundenspezifische medizinische und zahnmedizinische Prothetik, komplexe Teile für die Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Herstellung kundenspezifischer oder Kleinserienformen und Verbrauchsmaterialien. 

Darüber hinaus sind Fortschritte wie die Entwicklung von Hautgewebe mit haarfollikelnähnlichen Strukturen durch Biodruck vielversprechend für zukünftige therapeutische Interventionen bei der Wundheilung und Transplantatbehandlungen.

Zukunftsaussichten und laufende Forschung

Die ständige Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie eröffnet neue Wege für wissenschaftliche Forschung und medizinische Innovation. Durch kontinuierliche Fortschritte und interdisziplinäre Zusammenarbeit wollen Forscher das volle Potenzial dieser Technologie nutzen, um komplexe Herausforderungen im Gesundheitswesen zu bewältigen und die Ergebnisse für Patienten zu verbessern.