Medizinische Sensation – Hornhaut fürs Auge im 3D-Drucker produziert

Volker Blasek

Das Auge aus dem Drucker

Als äußerste Schicht des menschlichen Auges spielt die Hornhaut eine wichtige Rolle als Schutzfunktion und bei der Fokussierung. Nach Angaben der Newcastle University benötigen weltweit zehn Millionen Menschen ein Implantat, um eine Hornhautblindheit als Folge von Krankheiten wie einem Trachom, einer infektiösen Augenkrankheit, zu verhindern. Es herrscht jedoch ein signifikanter Mangel an Spenderhornhäuten. Dies könnte sich bald ändern, denn Forschern ist es gelungen, ein Augenhornhaut-Implantat in einem 3D-Drucker herzustellen. Diese Technik könnte in Zukunft verwendet werden, um eine unbegrenzte Versorgung von Hornhäuten zu gewährleisten.


Die Wissenschaftler der Newcastle University verwendeten Stammzellen einer gesunden Spenderhornhaut und kombinierten diese mit Kollagen und Alginat, einem Stoff der aus Algen gewonnen wird. Daraus ergab sich ein Gel, das steif genug ist, um seine Form zu bewahren, aber weich genug, um aus der Düse eines 3D-Druckers herausgedrückt zu werden. Der Druckvorgang dauert weniger als zehn Minuten. Ein Forschungsbericht ist kürzlich in dem Fachjournal „Experimental Eye“ erschienen.

Forschern in Großbritanien ist es gelungen, eine funktionsfähige Augen-Hornhaut mit einem 3D-Drucker herzustellen. (Bild: sdecoret/fotolia.com)

Anwendungsgebiete

Neben der bereits erwähnten Hornhautblindheit als Folge von Infektionskrankheiten wie einem Trachom sind auch fast fünf Millionen Menschen durch Hornhautnarben teilweise oder ganz erblindet. Diese Narben werden durch Verbrennungen, Schnittwunden, Abtragungen (Abrasion) oder Krankheiten verursacht. Für die Betroffenen besteht nun neue Hoffnung auf wiederkehrende Sehkraft durch eine gedruckte Hornhaut.

Einfache Herstellung

Für die Produktion wird lediglich eine einfacher und kostengünstiger 3D-Bioprinter benötigt, der das Gel mit konzentrischen Kreisbewegungen in die gewünschte Form bringt, bis eine nachempfundene menschliche Hornhaut in weniger als zehn Minuten entsteht.

Biotinte mit Stammzellen

Die Wissenschaftler um Professor Che Connon bauten mit diesem Projekt frühere Forschungen in dem Bereich aus, bei denen Zellen innerhalb eines ähnlichen Gels wochenlang bei Raumtemperatur am Leben gehalten wurden. „Jetzt haben wir eine gebrauchsfertige Biotinte, die Stammzellen enthält, die es den Benutzern ermöglicht, Gewebe zu drucken, ohne sich um das separate Züchten der Zellen kümmern zu müssen“, erläutert Connon in einer Pressemitteilung zu der Forschung.

Individuell auf den Patienten abgestimmt

Die Wissenschaftler zeigten ebenfalls, dass sie eine Hornhaut aufbauen können, die auf die individuellen Anforderungen des jeweiligen Patienten abgestimmt ist. Durch das Scannen eines Patientenauges können die Forscher Daten gewinnen, die dann verwendet werden, um schnell eine Hornhaut zu drucken, die der Größe und Form der Zielperson entspricht.

Einsatzreife in wenigen Jahren

„Unsere 3D-gedruckten Hornhäute werden nun weiteren Tests unterzogen werden müssen und es wird noch einige Jahre dauern, bis wir in der Position sein könnten, wo wir sie für Transplantationen verwenden“, so Professor Connon. Seine Team habe jetzt schon jedoch bewiesen, dass es möglich ist, individualisierte Augen-Hornhäute zu drucken, die das Potenzial haben, den Mangel an Implantaten zu bekämpfen.

Hornhaut-Spenden sind weiterhin erwünscht

„Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass wir noch Jahre davon entfernt sind, den Patienten solche Implantate zur Verfügung zu stellen und es ist immer noch lebenswichtig, dass Menschen weiterhin Hornhautgewebe zur Transplantation spenden“, betont Dr. Neil Ebenezer, Direktor für Forschung, Politik und Innovation bei der Oranisation „Fight for Sight“, die sich für Sehbehinderte in Großbritannien einsetzt. (vb)