15.01.2014, 07:00 Uhr | 0 |

Regenerative Medizin Netzhautzellen aus dem Tintenstrahldrucker

Wissenschaftler haben mit einem Standard-Tintenstrahldrucker Zellen aus der Netzhaut von Ratten gedruckt. Mit den schichtweise gedruckten Nervenzellen könnte in Zukunft Blindheit bei Menschen, deren Netzhaut geschädigt ist, therapiert werden. 

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Hoffnung für Patienten mit Netzhautschädigung:  US-Wissenschaftlern ist es gelungen, zwei druckbare Lösungen herzustellen, die aus verschiedenen Zelltypen aus der Netzhaut von erwachsenen Ratten stammen. Bis sich menschliche Netzhautzellen einfach nachdrucken lassen, wird aber wohl noch einige Zeit vergehen.  

Foto: dpa/Hans-Jürgen Wiedl

Bevor Patienten mit einer Netzhautschädigung ersatzweise mit einer neuen Netzhaut aus dem Drucker versorgt werden können, wird es sicher noch eine ganze Weile dauern. Aber den Forschern von der University of Cambridge ist mit ihrem Verfahren etwas Wesentliches gelungen: Mit einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker konnten sie Zellen aus dem Nervensystem eines erwachsenen Tieres drucken. Überrascht seien sie gewesen, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Biofabrication“, dass der Druckvorgang die Zellen weder deformiert oder sie in ihrer Fähigkeit sich zu teilen beeinträchtigt habe.

Die Netzhaut hat eine sehr komplexe Struktur, die schwierig nachzubilden ist

„Tatsächlich waren wir einigermaßen überrascht, wie gut diese erwachsenen Nervenzellen den Druckprozess überstanden“, berichtet Keith Martin, der als Professor für Ophtalmologie in Cambridge die Forschungen leitete. Zwar sei es zuvor bereits gelungen embryonale Nervenzellen zu drucken, sagte der Augenarzt, aber erwachsene Nervenzellen seien wesentlich empfindlicher.

Mit dem neuen Druckverfahren hoffen die Wissenschaftler, die komplexe Struktur der Netzhaut, in der zahlreiche Zellschichten untereinander verbunden sind, besser nachbilden zu können. Im Gegensatz zur Züchtung einzelner Zellschichten in angelegten Kulturen, kann der Drucker verschiedene Zelltypen dreidimensional und sehr präzise anordnen. „Mit der neuen Tintenstrahl-Technik können wir Netzhautzellen in speziellen Arrangements platzieren“, sagt Martin.

Dafür haben er und seine Kollegen zwei druckbare Lösungen hergestellt, die aus verschiedenen Zelltypen aus der Netzhaut von erwachsenen Ratten stammen. Zum einen waren das Nervenzellen aus dem Auge, die retinalen Ganglienzellen sowie Gliazellen. Sie gehören zwar auch zum Nervengewebe, sind aber selbst keine Nervenzellen, sondern versorgen und stützen diese.

Verwendet wurde ein piezoelektrischer Tintenstrahldrucker

Gedruckt wurden die Zellschichten mit einem Tintenstrahldrucker der Firma „MicroFab Technologies“ aus Texas. Die Forscher verwendeten dafür einen piezoelektrischen Drucker. Im Gegensatz zum thermischen Drucker, der die Tinte mit Hitze über die Druckdüsen aufs Papier schießt, funktioniert der Druck mit Piezoelementen rein mechanisch. Die Druckköpfe sind elektromechanisch aufgebaut, wesentlich aufwändiger, aber auch haltbarer als die Thermodrucker. Für den Druck werden Piezokristalle oder Piezoscheiben verwendet. Wird Spannung angelegt, drücken die Scheiben gegen eine Membran, die Druck im Düsenkanal erzeugt, durch den die Tinte aufs Papier geschleudert wird. Der Verformungsvorgang dauert nur etwa fünf Mikrosekunden. Damit sind die Piezo-Drucker auch schneller als ihre thermischen Kollegen.

Ihre Arbeit, das betonen die Wissenschaftler aus Cambridge, sei immer noch in einem frühen Stadium. Bevor Patienten ein Stück gedruckte Retina eingesetzt werden kann, müssten noch zahlreiche Tests durchgeführt werden. Zunächst müsste in weiteren Versuchen sichergestellt werden, dass die Zellen sich so verhielten, wie sie sollten. Außerdem fehlen weitere Zelltypen, wie lichtempfindliche Fotorezeptoren und retinale Pigmentepithelzellen, damit die Funktion der Netzhaut insgesamt wiederhergestellt werden kann. Damit der Mensch dann tatsächlich sehen kann, müsste die neue Retina mit dem Gehirn über einen optischen Nerv verbunden werden.

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Von Gudrun von Schoenebeck
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