USA: Forscher erschaffen mittels 3D-Drucker Gehirngewebe

Souvenirs, kleine Aufmerksamkeiten und Spielfiguren für heimische Tabletop-Spielereien. Die Anwendungsbereiche von 3D-Druckern sind vielfältig. Doch längst werden die technischen Helferlein auch in ganz anderen Bereichen wie der Industrie und Medizin eingesetzt. Einem Team von Wissenschaftlern gelang es nun, einen neuen Meilenstein in der Geschichte der 3D-Drucker zu erreichen. So haben sie es geschafft, die komplexen Strukturen von Gehirngewebe nachzubilden. Das Ergebnis ist nicht weniger als beeindruckend.

US-Forschern gelingt Durchbruch

Seit Jahrhunderten arbeiten Wissenschaftler akribisch daran, die Funktionsweise des menschlichen Gehirns restlos zu entschlüsseln. Bis heute ist es der Medizin jedoch noch nicht gelungen, alle Geheimnisse unseres im Kopf befindlichen Computers zu klären. Das Erforschen menschlicher Gehirne ist nämlich gar nicht so einfach. Hier sind die Forscher meist auf Menschen angewiesen, die ihren Körper nach dem Ableben der Medizin als Forschungsobjekt zur Verfügung stellen. Das Forschen an Gehirnen lebender Personen wäre da natürlich weit zielführender. Schließlich könnte man der menschlichen Schaltzentrale dann in Echtzeit bei der Arbeit zusehen. Allerdings fehlt hier der detaillierte Blick auf jeden einzelnen Vorgang.

Eine Alternative zum „echten“ menschlichen Gehirn ist die Nachbildung des selbigen. Das dachte sich wohl auch das Forscherteam um Wissenschaftler Su-Chun Zhang. Die Mediziner der University of Wisconsin-Madison haben in einem Versuchsaufbau kurzerhand die Zellstruktur unseres Gehirns nachgebildet. Hierbei bedienten sie sich eines 3D-Druckers, der lebende Gehirnzellen als Filament-Äquivalent verwendete. Herausgekommen ist eine Aneinanderreihung von Gehirngewebe, das lediglich in wenigen Schichten gestapelt wurde. Dank der geringen Höhe wollen die Forscher einen besseren Überblick über die Vorgänge in der Gehirn-Nachbildung behalten.

Ein erstes Ergebnis liegt bereits vor wie die Fachzeitschrift „Cell Stem Cell“ berichtet. So möchten die Wissenschaftler Kommunikationen zwischen den Synapsen festgestellt haben. Damit könnten die Forscher ein großes Problem in der Wissenschaft gelöst haben. Schließlich versuchte man bislang, das Gehirn in seinem klassischen Aufbau zu untersuchen. Aufgrund des vertikalen Aufbaus war das jedoch nur unter erschwerten Bedingungen möglich. Der flache Versuchsaufbau mittels 3D-Drucker ließ im Gegensatz dazu auch einen seitlichen Blick zu. Obendrein stellten die Forscher fest, dass die Synapsen in dem flachen Aufbau deutlich besser Kontakt zueinander aufnehmen können.

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3D-Drucker als Hoffnung in der Medizin

Hinter der Forschung steht natürlich vor allem eines: Die Heilung von Hirnerkrankungen. Sollte sich der Versuchsaufbau als praktikabel erweisen, ließen sich laut den Wissenschaftlern ganz gezielt Krankheiten bekämpfen. Das liegt daran, dass sich überall dort Zellen einsetzen ließen, wo sie benötigt werden. Insbesondere dann, wenn es an der Signalübertragung zwischen einzelnen Synapsen hapert, könnte ein im 3D-Drucker entstandenes Gewebe wahre Wunder bewirken. Obendrein lassen sich mit der Methode ganz gezielt Testmuster entwickeln. Sollte beispielsweise ein Alzheimerpatient eine gezielte Behandlung benötigen, könnten Ärzte zuvor an dem nachgebildeten Gewebe Behandlungsmöglichkeiten austesten. Das reduziert das Risiko einer Falschbehandlung deutlich und erhöht die Erfolgschancen einer passenden Therapie.