In einer bahnbrechenden neuen Studie haben Forscher der University of Minnesota im Labor eine verkleinerte, funktionierende menschliche Herzpumpe in 3D gedruckt.
In der Vergangenheit haben die Forscher versucht, Kardiomyozyten oder Herzmuskelzellen, die aus sogenannten pluripotenten menschlichen Stammzellen stammen, in 3D zu drucken. Pluripotente Stammzellen sind Zellen, die sich zu jeder Art von Zelle im Körper entwickeln können. Die Forscher programmierten diese Stammzellen in Herzmuskelzellen um und druckten sie dann mithilfe spezieller 3D-Drucker in einer dreidimensionalen Struktur, der sogenannten extrazellulären Matrix. Das Problem war, dass Wissenschaftler niemals eine kritische Zelldichte erreichen konnten, damit die Herzmuskelzellen tatsächlich funktionieren.
In dieser neuen Studie haben Forscher der University of Minnesota den Prozess umgedreht und es hat funktioniert.
"Zuerst haben wir versucht, Kardiomyozyten im 3D-Druck zu drucken, und wir sind auch gescheitert", sagte Brenda Ogle, die leitende Forscherin der Studie und Leiterin der Abteilung für biomedizinische Technik am College of Science and Engineering der Universität von Minnesota. „Mit der Expertise unseres Teams in der Stammzellforschung und im 3D-Druck haben wir uns entschlossen, einen neuen Ansatz auszuprobieren. Wir haben die aus extrazellulären Matrixproteinen hergestellte Spezialtinte optimiert, die Tinte mit menschlichen Stammzellen kombiniert und die Tinten-Plus-Zellen zum 3D-Druck der Kammerstruktur verwendet. Die Stammzellen wurden zuerst auf hohe Zelldichten in der Struktur erweitert, und dann haben wir sie zu den Herzmuskelzellen differenziert. “
In einem Video zeigen die Forascher die Produktion der Herzpumpe aus dem 3D-Drucker.
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Bild: Video-Screenshot, University of Minnesota