Biopen: Knochen aus dem 3D-Druckerstift

Mit dem Biopen, den australische Forscher entwickelt haben, sollen Ärzte mit einer Art 3D-Druckverfahren während der Operation auf Knochen Zellen und Wachstumsfaktoren aufbringen können. Der Chirurg malt so wie mit einer Tinte auf dem verletzten Knochen.

9. Dezember 2013 um 08:31 Uhr / Andreas Donath

Der Biopen wird vom Mediziner per Hand wie ein Stift geführt. Bild: University of Wollongong

Der mit der Hand geführte Biopen, den Forscher der australischen University of Wollongong (UOW) entwickelt haben, soll den Wiederaufbau geschädigter Knochen deutlich vereinfachen. Der Arzt soll damit ähnlich wie bei einem 3D-Drucker üblich schichtweise Zellmaterial auftragen können, das in einem Biopolymer wie einem Alginat gebunden ist und von einer zweiten, umgebenden Gelschicht geschützt wird.

Bild 1/2: Der Biopen wird vom Mediziner per Hand wie ein Stift geführt. (Bild: University of Wollongong (UOW))

Bild 2/2: Der Biopen wird vom Mediziner per Hand wie ein Stift geführt. (Bild: University of Wollongong (UOW))

Die zweilagigen Gelschichten kann man sich ähnlich vorstellen wie die Farbstreifen in der Zahnpasta. Die beiden Gele werden im Kopf des Biopens kombiniert und auf die beschädigten Knochenoberfläche aufgetragen. Mit ultraviolettem Licht wird die Tinte während des Auftragens ausgehärtet. So wird das aufgetragene Stammzellmaterial geschützt und kann sich durch Zellteilung vermehren und spezialisieren. Mit in das Gel eingebettet werden können Wachstumsfaktoren oder andere Medikamente, die den Aufbau der Knochensubstanz verbessern sollen.

Noch muss das Zellmaterial verbessert werden, wie die Uni selbst schreibt. Das soll im St Vincent's Hospital in Melbourne passieren, bevor mit klinischen Tests begonnen werden kann. Es wird also noch eine ganze Zeit dauern, bis Patienten, die beispielsweise bei Unfällen schwerwiegende Knochenverletzungen erlitten haben, in der Praxis mit dem Knochen aus dem 3D-Druckerstift behandelt werden können.

Noch viel weiter ging der Einsatz eines 3D-Druckers durch Forscher der Universität Michigan. Sie hatten 2012 ein Implantat mit einem durch den menschlichen Körper abbaubaren Kunststoff entwickelt und es einem fünf Monate alten Säugling mit einer Luftröhrenfehlbildung eingesetzt. Der Splint aus dem 3D-Drucker bietet dem Bronchus eine skelettartige Stütze. Das Implantat, das aus dem Polymer Polycaprolacton gefertigt wurde, wird vom Körper langsam abgebaut und belastet so das Wachstum des Kindes nicht.