Mit Bausteinen in Form von mittels 3D-Druck produzierten Mini-Fußbällen lassen sich gezielt Knorpelgewebe-Strukturen aufbauen. Das zeigen Wiener Forscher im Fachmagazin „Acta Biomaterialia“. Seinen Ansatz mit Fußball-ähnlichen Käfigen aus bioverträglichem Material, die dann von Zellen besiedelt werden, verfolgt das Team schon seit ein paar Jahren. Nun wies es nach, dass sich mit dem Modulsystem tatsächlich größere Einheiten bilden lassen, die als Gewebeersatz dienen könnten.
Aus körpereigenen Zellen Ersatzteile wachsen zu lassen, die einem Patienten dann bei Bedarf eingesetzt werden können, ist das Ziel vieler Forschungsgruppen. „Knorpelzellen aus Stammzellen zu kultivieren, ist dabei gar nicht die größte Herausforderung. Das Hauptproblem ist, dass man normalerweise wenig Kontrolle darüber hat, welche Form das entstehende Gewebe dann annimmt“, so Oliver Kopinski-Grünwald vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der Technischen Universität (TU) Wien in einer Aussendung.
Das Wiener Team um Aleksandr Ovsianikov setzt daher auf ein feines, poröses Gerüst („Scaffold“), das mit Zellen besiedelt wird. Damit erreicht man die notwendige Zelldichte, die es für einen Knorpel-Ersatz braucht, allerdings sind die kleinen Gerüste mit einem Durchmesser von nur einem Drittel eines Millimeters sehr klein. Man müsste sie also verlässlich zu einem weit größeren Ganzen zusammenfügen, um einen transplantierbaren Knorpel zur Hand zu haben.
Gerade bei Knorpelzellen ist es schwierig, größere Gewebestrukturen aufzubauen, da ihr Aufbau es erschwert, dass einzelne Zellkügelchen auch nachhaltig miteinander verwachsen. Dass es mit dem Ansatz der Wiener Wissenschafter klappt, konnte das Team nun nachweisen. „Unter dem Mikroskop sieht man ganz klar: Benachbarte Kügelchen verwachsen, die Zellen wandern von einem Kügelchen ins andere und umgekehrt, sie verbinden sich nahtlos und ergeben eine geschlossene Gesamtstruktur ohne Hohlräume – ganz im Gegensatz zu anderen Methoden, die es bisher gab, bei denen sichtbare Schnittstellen zwischen benachbarten Zellklumpen bleiben“, so Kopinski-Grünwald.
Mit der Zeit werden im Körper dann die kugelförmigen Stützstrukturen abgebaut, während das künstlich hergestellte Gewebe ausreift und die gewünschte Form behält. „Ein erstes Ziel wäre, kleine maßgeschneiderte Knorpelgewebsteile zu produzieren, die man nach einer Verletzung in bestehendes Knorpelmaterial einsetzen kann“, so der Forscher. Zukünftig könnte mit der Methode auch großflächiger Knochengewebe aufgebaut werden, heißt es seitens der Uni.
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(APA/red.)
