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Ein internationales Forscherteam der TU Wien (Wien) hat einen bahnbrechenden Ansatz zur Züchtung von Knorpelgewebe aus Stammzellen entwickelt. Im Gegensatz zu früheren Methoden ermöglicht diese neue Strategie die Bildung geschlossener Gewebestrukturen ohne Hohlräume.
Die Wissenschaftler verwenden eine neuartige 3D-Drucktechnik mit hoher Auflösung, um winzige kugelartige Strukturen zu erzeugen, die wie Mini-Fußbälle aussehen und einen Durchmesser von nur einem Drittel eines Millimeters haben. Diese sogenannten “Spheroide” können beliebig angeordnet und wie Bausteine miteinander verbunden werden, um ein Gerüst für die Knorpelstammzellen zu bilden.
Die Spheroide bestehen aus bioverträglichem und abbaubarem Kunststoff, der zunächst Stabilität und Struktur bietet, sich jedoch im Laufe der Zeit abbaut und die erforderliche Gewebestruktur zurücklässt. Die Zellen der verschiedenen Einheiten verbinden sich nahtlos und bilden ein einheitliches, lebendiges Gewebe. Dieser Ansatz könnte eine Revolution für den Ersatz von Knorpelgewebe darstellen und effektivere und individuellere Lösungen ermöglichen.
“Ein erstes Ziel wäre die Produktion maßgeschneiderter Knorpelgewebe-Stücke, die nach einer Verletzung in vorhandenes Knorpelgewebe eingefügt werden können”, erklärt Oliver Kopinski-Grünwald, einer der Autoren der Studie. “Auf jeden Fall konnten wir zeigen, dass unsere Methode zur Herstellung von Knorpelgewebe mit sphärischen Mikro-Gerüsten grundsätzlich funktioniert und entscheidende Vorteile gegenüber anderen Technologien bietet.”
Die neue Methode hat auch großes Potenzial für die Bildung von anderen Geweben, wie zum Beispiel Knochengewebe. Es gibt jedoch noch einige Herausforderungen, insbesondere bei der Integration von Blutgefäßen für größere Gewebe.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Acta Biomaterialia veröffentlicht und weist auf die vielversprechenden Zukunftsaussichten dieser innovativen Herangehensweise hin. Durch die Möglichkeit der individuellen Gestaltung und nahtlosen Verbindung der Zellen könnten bald maßgeschneiderte Lösungen zur Behandlung von Knorpelschäden zur Verfügung stehen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ):
1. Was ist das Besondere an dem Ansatz zur Züchtung von Knorpelgewebe aus Stammzellen?
Der bahnbrechende Ansatz ermöglicht die Bildung geschlossener Gewebestrukturen ohne Hohlräume, indem winzige kugelartige Strukturen, sogenannte “Spheroide”, erzeugt werden. Diese können beliebig angeordnet und miteinander verbunden werden, um ein Gerüst für die Knorpelstammzellen zu bilden.
2. Wie werden die Spheroide hergestellt?
Die Spheroide werden mithilfe einer neuartigen 3D-Drucktechnik mit hoher Auflösung aus bioverträglichem und abbaubarem Kunststoff erzeugt. Sie haben einen Durchmesser von nur einem Drittel eines Millimeters.
3. Wie funktioniert die Abbau des Kunststoffs und die Bildung des Knorpelgewebes?
Der Kunststoff bietet zuerst Stabilität und Struktur, baut sich jedoch im Laufe der Zeit ab und hinterlässt die erforderliche Gewebestruktur. Die Zellen der verschiedenen Spheroide verbinden sich nahtlos und bilden ein einheitliches, lebendiges Gewebe.
4. Welche Vorteile bietet diese Methode im Vergleich zu anderen Technologien?
Die Methode bietet entscheidende Vorteile, darunter die Möglichkeit der maßgeschneiderten Produktion von Knorpelgewebe-Stücken, die in vorhandenes Knorpelgewebe eingefügt werden können. Zudem ermöglicht sie eine individuelle Gestaltung und nahtlose Verbindung der Zellen.
5. Gibt es auch Potenzial für die Bildung anderer Gewebe?
Ja, die Methode hat auch großes Potenzial für die Bildung von anderen Geweben, wie Knochengewebe. Es gibt jedoch noch Herausforderungen, insbesondere bei der Integration von Blutgefäßen für größere Gewebe.
Keywords/Jargon:
– Stammzellen: undifferenzierte Zellen, die sich zu verschiedenen Zelltypen entwickeln können.
– 3D-Drucktechnik: Herstellung von dreidimensionalen Objekten durch schichtweises Auftragen von Material.
– Bioverträglich: verträglich mit biologischen Geweben oder Organismen.
– Abbaubar: in der Lage, sich natürlich aufzulösen oder abzubauen.
– Gewebestruktur: dreidimensionale Anordnung von Zellen und Geweben.
– Spheroide: winzige kugelartige Strukturen, die aus Knorpelstammzellen gebildet werden.