Das Prinzip der künstlichen Luftröhren: Aus Kunststofffasern wird ein nur wenige Mikrometer dünnes Gerüst angefertigt, dessen Form an den Patienten angepasst ist. Daran werden Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten angelagert. Das Gerüst wird dabei gedreht und dabei mit den Stammzellen berieselt. In einem Inkubator entwickeln sich die Zellen zu den Zellen einer Luftröhre. Nach zwei Tagen wird die so produzierte künstliche Luftröhre dann verpflanzt.
Das Verfahren wurde von der Bostoner Firma Harvard Apparatus Regenerative Technology (HART) entwickelt. Die letzten vier experimentellen Operationen mit künstlichen Luftröhren seien alle mit HART-Exemplaren gemacht worden, sagt David Green, Chef des Unternehmens.
Andere künstliche Organe wie Herzklappen, Speiseröhren und Nieren sollen folgen
Fünf Tage nach der Transplantation würden an dem synthetischen Organ weitere Zelltypen entstehen, darunter solche, die das Innere der Röhre auskleiden, erläutert Green. An dieser Oberfläche kann dann Lungenschleim haften bleiben, der über den Husten aus der Lunge in die Röhre transportiert wird. Nach einiger Zeit würden auch neue Blutgefäße in die Röhre hineinwachsen.
Mit dieser Technologie will HART in Zukunft auch andere Organe produzieren: Herzklappen, Speiseröhren oder Nieren. Für die Medizin wäre das ein echter Durchbruch: Allein in Deutschland warten 11.000 Menschen auf ein Spenderorgan, 8.000 von ihnen brauchen eine neue Niere. Täglich sterben auf der ganzen Welt Patienten, weil für sie nicht rechtzeitig ein passendes Spenderorgan gefunden wurde.
Weltweit verschiedene Ansätze zur Herstellung künstlicher Organe
Forscher auf der ganzen Welt beschäftigen sich deshalb auch mit der Entwicklung künstlicher Organe. Dabei gibt es verschiedene Ansätze: Es gibt Versuche mit Ink-Jet-Verfahren, in denen die Zellen aus Druckdüsen auf Gerüste aufgebracht werden, Geforscht wird außerdem an Zellkulturen, die sich spontan selbst organisieren und zu Proto-Organen formen. „In den vergangenen 25 Jahren ist aus der einstigen Vision, die mehr mit Science-Fiction gemein hatte, eine Ingenieuranwendung geworden“, sagt Joseph Vacanti, einer der führenden Experten in der Gewebezucht-Forschung. Seiner Ansicht nach führt der einzige Weg, den Bedarf an Organen zu decken, über die Herstellung synthetischer Organe.
Die Luftröhren-Technologie von HART wird derzeit in Russland getestet, Versuche in der EU sollen in diesem Jahr folgen. In Abstimmung mit der US-Aufsichtsbehörde FDA bereitet HART außerdem eine Testreihe in den Vereinigten Staaten vor.
