Bioinspirierte Herzklappen per 3D-Drucker
Feine Gerüste sollen im Körper des Patienten neues Gewebe aus körpereigenen Zellen bilden
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3D-gedruckte künstliche Herzklappe mit hochpräzisen Fasermustern (Foto: Andreas Heddergott, tum.de) |
München (pte015/02.06.2022/12:30)
Gerüste für künstliche Herzklappen aus dem 3D-Drucker: Das haben Forscher der Technischen Universität München (TUM) http://tum.de entwickelt. Diese Gerüste sollen im Patienten neues Gewebe aus körpereigenen Zellen bilden. Zur Herstellung mittels "Melt Electrowriting" hat das Team eine neuartige Produktionsplattform geschaffen.
Mitwachsende Implantate
Dank der Plattform lassen sich verschiedene hochpräzise Muster kombinieren und so die mechanischen Eigenschaften des Gerüsts optimieren. Langfristig sollen so mitwachsende Herzklappenimplantate entstehen, die insbesondere für Kinder eine lebenslange, nachhaltige Therapieoption darstellen.
Das "Schreiben" vordefinierter Muster mit dem Faserstrahl erfolgt mithilfe einer computergesteuerten Auffangplattform. Diese sich bewegende Plattform fängt die austretende Faser in einem klar definierten Pfad auf, ähnlich wie eine Scheibe Brot, die unter einem tropfenden Löffel Honig hin- und her bewegt wird. Vorgegeben wird dieser Pfad von dem Benutzer durch die Programmierung von Koordinaten.
Elastinartiges Material
Das TUM-Team nutzt medizinisch zugelassenes Polycaprolacton (PCL) für den 3D-Druck, da dieses mit Zellen kompatibel und biologisch abbaubar ist. Nach der Implantation der PCL-Herzklappen sollen körpereigene Zellen des Patienten auf dem porösen Trägergerüst wachsen, die dann möglicherweise neues Gewebe bilden, bevor sich die PCL-Struktur abbaut.
Das PCL-Trägergerüst ist in ein elastinartiges Material eingebettet, das die Eigenschaften des körpereigenen Elastins in echten Herzklappen imitiert. Auch hat es Mikroporen, die feiner sind als die des PCL-Gerüsts. Dadurch soll genug Raum gelassen werden, damit sich die Zellen ansiedeln können. Doch gleichzeitig sind die Klappen auch dicht genug, um den Blutstrom sicherzustellen, heißt es.
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