Wie natürliche Muskelbildung
Die normale Entwicklung der Skelettmuskulatur ist ein längerer Prozess, bei dem Myoblasten, Vorläufer von Muskelzellen, zu Myotuben verschmelzen, die schließlich zu Muskelfasern werden. Dieser Vorgang wird als Myogenese bezeichnet.
Um die Myogenese nachzuahmen, haben sich die Forscher auf einen wichtigen Inhaltsstoff in ihrer speziell formulierten Biotinte konzentriert: den Wachstumsfaktor-1 (IGF-1), ein Hormon mit einer insulinähnlichen molekularen Struktur, das zusammen mit Wachstumshormonen für ein normales Knochen- und Gewebewachstum unerlässlich ist.
Drei Grundstoffe bilden Biotinte
Die Biotinte besteht aus einem Hydrogel auf Gelatinebasis, Myoblastenzellen und Mikropartikeln aus einer Poly-Milchsäure (PLGA), einem natürlichen Polymer, das mit IGF-1 beschichtet ist und dieses nach und nach freisetzt. PLGA ist aufgrund seiner verzögerten Freisetzungseigenschaften, geringen Toxizität und Biokompatibilität eines der effektivsten biologisch abbaubaren polymeren Nanopartikel.
Die Myoblasten waren drei Tage nach dem 3D-Druck von Muskelkonstrukten lebensfähig. Die Zellen waren durch den Druckprozess also nicht geschädigt worden. Etwa zehn Tage später war das synthetische Muskelgewebe fertig entwickelt. Es begann sich selbstständig zu bewegen wie richtige Muskeln. Die Forscher haben das gezüchtete Gewebe in Mäuse implantiert. Es wurde vom Körper problemlos akzeptiert und verband sich mit der übriggebliebenen Muskelmasse, heißt es.
Derzeit werden zum Ersatz von Muskelmasse, die aufgrund einer Verletzung, einer Krankheit wie Muskelschwund oder einer OP verloren gegangen ist, gesunde Muskeln eingesetzt, die an anderer Stelle des Körpers entnommen werden - eine Technik, die als autologer Transfer bezeichnet wird. Dies ist nicht ideal, da es sich negativ auf den Bereich auswirkt, aus dem das gesunde Gewebe entnommen wird. Der 3D-Druck könnte hier Abhilfe schaffen. Die Biotinte und der Druckprozess müssen allerdings noch in klinischen Studien an Menschen erprobt werden. (pte)
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