Gewebeersatz der Zukunft

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt TriggerINK am DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien in Aachen arbeitet an einer visionären Methode zur Knorpel-Regenerierung. Ein Stützgerüst aus einer Bio-Tinte soll das beschädigte Gewebe zum Wachstum anregen. Ihre besonderen Eigenschaften erhält die Tinte dank der Technik des 4D-Drucks.

Bei der 4D-Druck-Technologie handelt es sich um eine Weiterentwicklung des 3D-Drucks, bei dem ein Material Schicht für Schicht zu einer dreidimensionalen Struktur gedruckt wird. Als vierte Dimension kommt beim 4D-Druck die Zeit ins Spiel: Die 3D-Struktur ist so konstruiert, dass sie durch einen äusseren Auslöser wie Wärme, Vibration oder Schall nachträglich bewegt oder verändert werden kann.

Mithilfe dieser Zukunftstechnik will nun ein interdisziplinäres Team am DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien in Aachen, unterstützt von der Werner Siemens-Stiftung, eine neue Methode für den Ersatz von beschädigtem Körpergewebe entwickeln: Eine Bio-Tinte wird direkt in die betroffene Wunde gedruckt, darin enthaltene Wirkstoffe und Wachstumsfaktoren von aussen mithilfe von Ultraschall freigesetzt. Als erstes Ziel dieser revolutionären Technologie haben die Forschenden Knorpel im Kniegelenk ausgewählt.

Knorpelverschleiss (Arthrose) oder Meniskusschäden im Knie zählen zu den häufigsten Gelenkproblemen. Abgenutztes oder beschädigtes Knorpelgewebe wächst nicht von selbst nach. Zwar gibt es Verfahren, die dem Aufbau des Gewebes helfen sollen, jedoch sind diese Eingriffe mit massiver Schädigung des gesunden Gewebes verbunden. Zudem ist ihr Erfolg nicht garantiert. Funktioniert das neuartige Prinzip, verspricht es ganz neue Möglichkeiten in der Knorpelersatz-Therapie. Zudem könnte die Technologie für andere beschädigte Gewebe weiterentwickelt werden. Beispiele dafür sind die Hornhaut des Auges, Sehnen oder Bandscheiben, Muskeln oder Nerven.