3D Hauttransplantation: Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute haben eine Methode entwickelt, lebende Haut mit Blutgefäßen in 3D zu drucken. Die Weiterentwicklung, die in der Online-Version von Tissue Engineering Part A veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zur Herstellung von Transplantaten, die der Haut ähnlicher sind, die unser Körper auf natürliche Weise produziert.
„Im Moment gleicht alles, was als klinisches Produkt erhältlich ist, eher einem aufwendigen Pflaster. Es sorgt zwar für eine beschleunigte Wundheilung, aber letztlich fällt es einfach ab; es integriert sich nie wirklich in die Wirtszellen“, erklärt Pankaj Karande, Professor für Chemie und Biotechnologie und Mitglied des Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies (CBIS), der die Forschung bei Rensselaer leitete. Ein wesentliches Hindernis für diese Integration war das Fehlen eines funktionierenden Gefäßsystems in den Hauttransplantaten.
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Pankaj Karande arbeitet bereits seit mehreren Jahren an Herausforderung einer 3D Hauttransplantation und veröffentlichte zuvor eine der ersten Arbeiten dazu. Seitdem forschen er und sein Team gemeinsam mit Wissenschaftlern der Yale School of Medicine, um die Gefäßversorgung zu integrieren.
Wenn man Schlüsselelemente hinzufügt – darunter menschliche Endothelzellen, die das Innere von Blutgefäßen auskleiden, und menschliche Perizytenzellen, die die Endothelzellen umschließen – mit tierischem Kollagen und anderen Strukturzellen, die typischerweise in einem Hauttransplantat vorkommen, zeigt die Forschung, dass die Zellen innerhalb weniger Wochen mit der Zellkommunikation beginnen und eine biologisch relevante Gefässstruktur bilden.
Um die Methodik der 3D Hauttransplantation auf klinischer Ebene nutzbar zu machen, müssen die Forscher in der Lage sein, die Spenderzellen mit Hilfe der CRISPR-Technologie zu bearbeiten, damit die Gefäße integriert und vom Körper des Patienten angenommen werden können.
„Diese wichtige Weiterentwicklung verdeutlicht das enorme Potenzial des 3D-Biodrucks in der Präzisionsmedizin, bei der maßgeschneiderte Lösungen auf spezielle Situationen und schließlich auf den Einzelnen zugeschnitten werden können“, sagte Deepak Vashishth, Direktor von CBIS.
Nach Meinung von Kanande muss allerdings noch mehr Arbeit geleistet werden, um die Herausforderungen der 3D Hauttransplantation im Zusammenhang mit Verbrennungspatienten zu lösen, wozu auch der Verlust von Nerven- und Gefäßenden gehört. Aber die von seinem Team entwickelten Transplantate bringen die Forscher näher an das Ziel, Menschen mit Problemen wie Diabetes oder Dekubitus zu helfen.
Für Patienten mit Diabetes oder Dekubitus wären nach Meinung von Karande solche Haut-Transplantate ideal, da Geschwüre normalerweise an unterschiedlichen Stellen am Körper auftreten und so mit kleineren Hautstücken behandelt werden können. Die Wundheilung dauert bei Diabetikern in der Regel länger und die neue Methodik könnte helfen, diesen Heilungsprozess zu beschleunigen.
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