Organe aus dem 3D-Drucker – Wie weit ist die Medizin?

Julia Nestlen (0:02)

ARD Sounds– Das Wissen Ein Herz, eine Leber oder eine Niere aus dem 3D-Drucker. Das wäre eine medizinische Revolution. Denn das Problem, dass uns weltweit Spenderorgane fehlen, könnte mit einer solchen Technik gelöst werden.

Doch wie nahe sind wir dieser Zukunft wirklich? Was sind die Hürden? Ein 3D-gedrucktes Herz wäre natürlich eine Sensation. Aber wir werden in dieser Folge hören, dass die eigentlichen Fortschritte auf diesem Gebiet gerade im Kleinen passieren und die Medizin auch dort schon Schritt für Schritt voranbringen.

Ich bin Julein Nestlen und ich spreche heute mit einer Forscherin, die genau daran arbeitet. Ute Schepers ist Professorin am Karlsruher Institut für Technologie und leitet dort die Gruppe chemische Biologie am Institut für funktionelle Grenzflächen. Hallo Frau Schepers.

Ute Schepers (0:46)

Hallo Frau Nestlen.

Julia Nestlen (0:48)

Frau Schepers, Medienberichte über Organe aus dem 3D-Drucker, die klingen immer mal wieder regelmäßig nach einer schnellen Superlösung dafür, dass viele Menschen ja weltweit auf Spenderorgane warten. Aber warum stimmt das nicht so ganz, wenn wir das lesen?

Ute Schepers (1:02)

Na ja, wir sind natürlich darauf angewiesen auf diese ganzen Organe. Und es wäre natürlich auch wunderschön, wenn wir aus dem 3D-Drucker genauso schnell, wie man heute eine kleine Tasse drucken kann, ein Herz oder eine Niere drucken könnte. Aber so einfach ist das natürlich nicht, weil wir ja mit biologischen Materialien umgehend. Der Patient muss das hinterher auch vertragen. Und wir haben ja auch noch keinerlei Erfahrungen damit, wie funktioniert eigentlich so ein gedrucktes Herz im Körper oder eine gedruckte Niere im Körper. Diese Versuche sind hier noch gar nicht gemacht worden. Und deswegen sind wir natürlich sehr in der Erwartung, dass die ersten Organe sozusagen jetzt auf den Markt kommen.

Aber die kommen ja auch jetzt erstmal in die Testung mit Amtierversuchen.

Julia Nestlen (1:43)

Wie weit sind wir denn? Also das Ziel ist ja, wie Sie sagen, ein 3D-gedrucktes, fertiges, einsatzbereites, lebendes Transplantationsorgan. Aber wo sind wir denn jetzt auf diesem Weg? Verorten Sie uns mal.

Ute Schepers (1:54)

Ja, Sie können das ein bisschen damit vergleichen mit dem selbstfahrenden Auto. Wir haben jetzt schon die ersten Assistenzsysteme im Auto. Wir können schon viele Kleinigkeiten drucken, wie zum Beispiel Herzklappen. Wir können auch schon Knochenmaterialien drucken. Wir können Hüften drucken. Und da gibt es ganz, ganz viele Kleinigkeiten, die wir schon machen können. Aber das gesamte Herz, das volle Organ, das ist eben noch nicht da.

Und das ist ähnlich wie beim selbstfahrenden Auto, wo wir natürlich auch schon alle Assistenzsysteme haben, aber noch nicht jeder hat eben halt auch ein selbstfahrendes Auto.

Julia Nestlen (2:22)

Was bedeutet denn, wenn wir jetzt im Organdruck schon die Assistenzsysteme haben? Was haben wir denn?

Ute Schepers (2:28)

Ja, ich würde jetzt mal mich frei machen von dem Herzen. Also zum Beispiel Haut kann gedruckt werden. Das ist eigentlich schon etwas, was wir ganz gut können. Ja, also Haut drucken ist kein Problem. Es ist auch kein Problem, Blutgefäße schon zu drucken. Es gibt eine ganze Firma in China, die hat sich darauf spezialisiert, nur Bypässe zu drucken, die man schon einnähen kann. Also auch da sind schon schon viele Vorarbeiten gemacht. Lachhähnen werden in Deutschland auch schon gemacht, also Luftröhren.

Und viele kleinere Substrate, wie zum Beispiel so Bindegewebe, was man als Pflaster auflegt an offenen Beinen und solche kleinen Gewebestücke, die sind schon im Druck. Also da würde ich sagen, da sind wir schon ein ganzes Stückchen weiter. Herzklappen sind natürlich schon sehr weit gedehnen. Ich würde sagen, meine Vermutung ist, dass wir als allerallerstes großes Organ sehen wir das Herz.

Julia Nestlen (3:13)

Gehen wir einmal ganz an den Anfang, bevor wir gleich drüber sprechen, wo wir an Sie genau forschen, an die Anfänge des Bio-3D-Drucks. Ich habe gelesen, dass das tatsächlich mit einem ganz normalen Hauspapierdrucker startete.

Ute Schepers (3:26)

Ja, bei uns im Labor ist das mit einem ganz normalen Tintenstrahldrucker von Judith Packett passiert. Da haben wir die Kartuschen entleert und haben die sauber gemacht, haben dann diese Schwämmchen rausgenommen. In diese Kartuschen haben wir ein weiches Material.

Wir haben angefangen mit Wackelpudding ärzhaft in die ersten Experimente zu machen. Also gelatineartige Materialien, wo wir dann eben Zellen reingegeben haben. Dann haben wir das verdruckt und dann hat man sich ja ein bisschen behelfen müssen, dass man das dreidimensional druckt und dann hat man sozusagen so einen Antrieb von einem CD-Laufwerk genommen, um das in der Höhe zu verstärken. Also das waren die ersten Drucker. Das war wirklich abenteuerlich.

Julia Nestlen (4:03)

Und diese Zellen, waren die da schon irgendwie lebensfähig oder waren die einfach mal nur da?

Ute Schepers (4:08)

Nein, die waren schon lebensfähig. Also die wachsen natürlich in so einem Wackelpudding nicht so wunderbar wie in der Gelatine. Also Gelatine geht schon ganz gut, aber im Wackelpudding war das schon noch etwas schwierig, weil da ist ja natürlich auch noch viel Stärke und Zucker drin. Das mögen die natürlich nicht unbedingt gerne, aber im Prinzip waren das so die ersten Gehversuche. Und dann ist man umgeschwenkt auf Gelatine, weil Gelatine ist ja im Endeffekt Kollagen, was man aus Schlachtabfall gewonnen hat und das eben aufgekocht hat. Und dadurch wandelt sich Kollagen in Gelatine um.