Einem Forscherteam der TU Wien gelang es per 3D-Druck künstliches menschliches Gewebe auf einen Chip herzustellen und dies könnte in Zukunft Medikamententests ohne Tierversuche ermöglichen, berichtete die Universität in ihrer Pressemitteilung.
Pharmaunternehmen planen mit den Chips und der neuen Laser-Methode der Forscher ihre Arzneien und Medikamente zu erproben und das würde ein Verzicht auf Tierversuche bedeuten.
Gedrucktes künstliches menschliches Gewebe fördert Verzicht auf Tierversuche
Nach der Pressemitteilung der TU Wien fertigten die Wissenschaftler per Multi-Photonen-Lithographie das künstliche menschliche Gewebe und verwendeten dafür Organ-on-a-Chip, was in einem Verzicht auf Tierversuche resultieren könnte. Die gedruckten Zellen konnten die Forscher mit einem Laser bewegen, die sich in einem Hydrogel befinden, welches mit speziellen Molekülen angereichert wurde.
Die Moleküle werden mit den Laserstrahl aktiviert und dort wo der Strahl auf das Hydrogel trifft, wird es weicher und poröser, womit die Zellen zu ihrer gewünschten Position bewegt werden können. Das Molekül verbindet sich mit dem Netzwerk des Hydrogels, an dieser Stelle wird es durchlässiger und sorgt für eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften und ermöglicht die Herstellung eines 3D-Musters durch das die Zellen einfacher durchwandert werden können als anderswo, wie Simon Sayer von der TU Wien erläuterte.
Bei Hydrogel handelt es sich um ein biokompatibles Material, welches über Eigenschaften verfügt, die mit Gewebe vergleichbar sind. Wie Prof. Aleksandr Osianikov, der Leiter der Forschungsgruppe 3D Printing and Biofabrication an der TU Wien ist, sei das Gel vergleichbar mit einem aufgequollenen Gummibärchen, was sich mit Wasser vollgesogen hat.
Vor allem für tierversuchsfreie Pharmaforschung ist die neue Methode spannend, weil damit spezielle Gewebesysteme hergestellt werden können, die anschließend unter exakt überwachten Bedingungen am Chip analysierbar sind. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel Medikamente testen. Die Forschergruppe erzeugen Gewebeteile, die auf einem kleinen Chip miteinander interagieren und mit hoher Genauigkeit mit bestimmten Nährstoffen oder pharmazeutischen Präparaten versehen werden können. Die Methode erlaubt die Sammlung relevanter Informationen bezüglich der Wirkung von Medikamenten ohne Einsatz von Tierversuchen. Die Verwendung menschlicher Zellen ist ebenfalls möglich, wodurch sich die Aussagekraft der Ergebnisse erhöht.
Laserbasiertes 3D-Druckverfahren
Das 3D-Druckverfahren Multi-Photonen-Lithografie setzten die Forscher zur Herstellung der Mikrostrukturen ein, die nur 100 Nanometer klein sind. Die Zellstrukturen haben die Form eines Gitters oder Sterns und können biologische Funktionen simulieren. Die Wissenschaftler können mit dieser Technologie zum Beispiel ein Blutgefäß an jeder gewünschten Stelle drucken. Die Zellen gelangen in die Mikrostrukturen und wachsen in diese hinein.
Die Forschungsarbeit des Wissenschaftlerteams an der TU Wien kann als wegweisend bezeichnet werden, da Pharmaunternehmen durch das künstliche menschliche Gewebe aus dem 3D-Drucker auf Tierversuche bei der Entwicklung und Tests von Medikamenten verzichten können. Das größte Problem bei der Fertigung künstlicher Gewebe und zwar den Transport einzelner Zellen zu ihrem Bestimmungsort, konnten die Forscher mit ihrer Methode unter Einsatz des 3D-Drucks, ihrer Lasertechnik und einem mit Molekülen angereicherten Hydrogel erfolgreich lösen.
In Zukunft könnten Tierversuche bei Medikamententests der Vergangenheit angehören, weil die Pharmabranche mit künstlichen 3D-Gewebe und der Laser-Methode der Wiener Forscher die Wirkung ihrer neuen Arzneien, Tabletten oder Medikamente erproben kann. Die Kosten für Medikamententests würden sinken und die Forschungsarbeit effizienter werden.
Bild: © Depositphotos.com / NewAfrica
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