Alternativen zum Tierversuch
TU Wien entwickelt neues 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung von biologischem Gewebe. Ein Anwendungsgebiet ist etwa die Forschung an Hautkrankheiten. Neue Methode soll dabei auch die mehrfach schwierigen Tierversuche ersetzen.
Rund ein Viertel der europäischen Bevölkerung leidet unter chronisch entzündlichen Hautkrankheiten wie Psoriasis, Neurodermitis oder Akne. Therapien dafür zu erforschen ist oft schwierig. Die schon einmal ethisch problematischen Tierversuche liefern vielfach keine guten Ergebnisse, weil sich tierische Haut anatomisch und im Immunverhalten oft stark von menschlicher Haut unterscheidet.
Auf der Suche nach dem passenden Hautmodell
Es braucht daher neue Modelle zur Erforschung von Hautkrankheiten und hier kann 3D-Druck mit Biomaterialien Abhilfe schaffen. Die TU Wien forscht schon länger rund um diese Thematik und zeigte nun aktuell anhand mehrerer Hautkrankheiten, dass sich 3D-gedrucktes Gewebe in der Dermatologie mit großem Erfolg einsetzen lässt.
„Wir bauen aus lebenden Zellen, Biopolymeren und weiteren Materialien Schicht für Schicht ein dreidimensionales Gewebe auf. Aus Zellen und einem Hydrogel wird eine dickflüssige „Bio-Tinte“ erzeugt, die dann in kleinen Tropfen aufgetragen wird, ähnlich wie Farbe in einem Tintenstrahldrucker“, erklärt Georg Stary von der Uniklinik für Dermatologie der Med Uni Wien.
Wahl des Hydrogels und der Zelltypen entscheidend
Entscheidend für den Erfolg des Modells ist die Wahl des Hydrogels und der Zelltypen. Je nachdem, wofür das Hautmodell verwenden werden soll, braucht es speziell designte Bio-Tinten. In den 3D-Druckern der TU Wien entstanden auf kontrollierte, präzise reproduzierbare Weise Hautmodelle, an denen dann unterschiedliche Krankheiten studiert werden konnten.
„Wir haben psoriatische Modelle entwickelt, die T‑Zellen enthalten. Das sind die Immunzellen, die bei Psoriasis eine chronische Entzündung auslösen“, sagt Andrea Gabriela Ulloa-Fernández (TU Wien). „An diesen Modellen kann man studieren, wie die Struktur auf bestimmte Medikamente reagiert.“
Test von entzündungshemmenden Substanzen
Auch Entzündungsmodelle konnten mit der 3D-Druck-Methode hergestellt werden, um entzündungshemmende Substanzen zu testen. Sogar Strukturen mit Blutgefäßen sollen sich erzeugen lassen, etwa um vaskuläre Schäden bei Diabetes zu studieren.
„Mit unserer Methode können wir gezielt definieren, welche Form die extrazelluläre Matrix haben soll, in der sich die Zellen anlagern und vermehren“, sagt Ulloa-Fernández. „Wir hoffen, mit unseren künstlichen Hautmodellen die Forschung an einer breiten Palette von Hautkrankheiten nun einen entscheidenden Schritt voranzubringen.“ (red/cc)