221 – 3D Bioprinting – Ich drucke mir eine Bauchspeicheldrüse

3D Bioprinting ist die Zukunft? Wie aus biologischem Material menschliches Gewebe gedruckt wird

Oh wie geil ist das denn bitteschön? Einige wissen, dass ich es liebe mich in gewisse Dinge oder Techniken einzulesen und auszuprobieren. So bin ich letztendlich auch zum 3D Drucken und Lasergravur gekommen. Nein, ich habe keine Leichen im Keller, deren Saft ich zum Drucken verwende … aber ich mag es wie Du denkst.

Es ist fast so ähnlich … fast! Ok, nicht ganz 😀



Beim 3D Bioprinting werden menschliche Zellen genutzt, um eine Art „Gel“ herzustellen. Die entnommenen Zellen werden im Labor künstlich vermehrt und werden am Ende als Hydrogel in einem speiziellen Bio-3D-Drucker zum „Drucken“ verwendet. Ähnlich aber wirklich nur ähnlich wie beim Tinenstrahldrucker 🙂

Hydrogele sind 3D Netze mit einem hohen Wassergehalt. Aufgrund ihrer strukturellen Ähnlichkeit mit der natürlichen extrazellulären Matrix werden sie häufig als Zellträger und Gerüste für die Gewebezüchtung verwendet. Intelligente Hydrogele sind eine Gruppe von Hydrogelen, die auf verschiedene äußere Reize wie pH-Wert, Temperatur, Licht, elektrische und magnetische Felder reagieren. Die Kombination des Potenzials des 3D-Drucks mit intelligenten Hydrogelen ist ein aufregendes neues Paradigma für die Herstellung eines funktionellen 3D-Gewebes. (Quelle: http://ijb.whioce.com/index.php/int-j-bioprinting/article/view/01005)

Wo wird bereits diese 3D Bioprinting Technik angewendet?

Knochen- und Knorpelgewebe werden schon in diesem Verfahren hergestellt. Wissenschaftler tüfteln schon an künstlichen Arterien, Herzklappen und ähnlichem.

Aktuelle Verfahren im 3D Bioprinting

Laser Drucker

Hier wird über einen Laserstrahl Dampfdruck erstellt, der die mit Zellen angereicherte Gelmasse auf eine Unterlage ballert. Auf der Unterlage wird die Masse sofort „hart“. Mit jedem weiteren Tropfen bildet sich dadurch das gewünschte Gewebe.

„Tintenstrahl“ Drucker

Komme jetzt nicht auf die Idee ein Steak zu häckseln und in denen Drucker zu packen. Netter Gedanke aber außer Gestank und Sauerei darfst Du nichts erwarten.

Beim 3D Tintenstrahl Drucker wird über zwei spezielle Düsen abwechselnd eine Flüssigkeit auf die Unterlage gespritzt. Die eine Düse sprüht das Hydrogel, das sich schnell verfestigt und die andere Düse sprüht die lebenden Zellen auf. So entsteht am Ende ein Gewebe.

Woher weiss der Drucker, wie er was drucken soll?

Für meinen 3D-Drucker verwende ich eine spezielle Kodierung mit X, Y und Z Koordinaten, sowie Druck-Geschwindigkeit, Temperatur von der Unterlage und am Ende natürlich auch die Temperatur vom flüssigen „Plastik“ und dessen benötigte Fließgeschwindigkeit.

Im 3D Brioprinting werden Informationen über die Scans mit CT (Computertomographie) oder MRT (Magnetresonanztomographie) gewonnen.

Lustigerweise kommt nun ein ähnliches Verfahren, wie beim klassischen 3D Drucken zum Einsatz. Die 3D Modellierung mittels einer Pups einfachen 3D Software. OK, es ist keine Open-Source-Freeware, sondern z.B. AutoCad oder ähnliches. Mit dieser Software wird das Modell sauber aufgearbeitet, damit am Ende auch wirklich das gewünschte Produkt „fehlerfrei“ gedruckt werden kann.

Was bringt uns das ganze nerdige 3D Bioprinting?

Weniger Tierversuche, wenn wir es dadurch schaffen werden, die Medikamente am künstlichen Gewebe zu testen.

Weniger Versuche auch an Menschen, ja liebe Studenten, die Einnahmequelle wird bald entfallen. Die medizinischen Tests können an künstlich befallenem Gewebe aus dem Drucker erfolgen.

Geringere Bedarf an Spendenorganen, wenn wir es schaffen auch Organe mittels 3D Bioprinting herzustellen. Jeder, der sich etwas mit der Organspende beschäftigt, weiss wie lang solche Wartelisten sind.

Schnellere Heilungsprozesse durch gedrucktes Gewebe bei z.B. schweren Verbrennungen. Dadurch wird natürlich auch der Krankenhausaufenthalt verkürzt und reduziert die Kosten. Die ketzerische Frage lautet von mir: Wollen das auch wirklich alle?

Nachteile?

Wir bekommen ein Platz- und Klimaproblem. Ich weiss, dass will jetzt keiner hören, aber wir werden alle eines Tages länger leben. Warum das ein Nachteil ist? Aufgrund dieser Thematik und dass wir irgendwann unsere Organe einfach drucken, wenn diese kaputt sind, kam mir der Gedanke, wohin mit den ganzen Menschen, die es aus der naturwissenschaftlichen Sicht gar nicht mehr geben dürfte? Ja, da schliesse ich uns Diabetiker nicht aus.

Ich habe eine Statistik gefunden, bei der 1950 ca. 2,53 Milliarden Menschen auf der Erde lebten. Im Jahr 2020 waren es 7,79 Milliarden. Wir haben uns von 1950 zu 2020 mehr als verdreifacht. Zum Vergleich ein Gedankenspiel. Wie warm ist es in einem 20qm großen Raum, wenn sich 5 Menschen darin aufhalten oder 15? Ich denke, dass sich dadurch langfristig das Klima nur allein durch die Anwesenheit von uns Menschen verändern wird und es nicht nur an den Autos und Schadstoffen etc. liegen wird. Kranker Gedanke aber leider habe ich Recht. Sucht einfach mal nach Menschenbevölkerung und Klimawandel und vergleicht die Zeiträume. Ab 1950 geht langsam aber sicher der Punk ab.

Fazit

Vieles hat im Leben zwei Seiten. Auf der einen Seite feier ich es, wenn ich meine neue Bauchspeicheldrüse abholen darf und auf der anderen Seite mir Gedanken über den Platz auf der Erde mache. Wir werden nicht weniger, wenn wir immer besser werden.

Wer und was genau wird Zugriff auf diese Technologie und ihre unfassbare Leistung haben?

Ich spare schon einmal auf das Ticket, damit ich mit der Virgin Galactic von der geilen Socke Richard Branson zum Mars fliegen kann, um dort mein Steak medium rare zu drucken.

Show Notes

146 – Aurelian Briner – CEO von der SNAQ – eine Mahlzeitenerkennungs App

211 – meala App – Lerne aus Deinen und den Erfahrungen anderer

Chimära


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Sascha Schworm - Gründer und Betreiber vom Podcast Zuckerjunkies
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