Robert Klatt
Das künstliche Herz aus dem 3D-Drucker besteht aus Fettgewebe des Patienten und ist somit vollständig biokompatibel. Aktuell funktioniert die Koordination zwischen den einzelnen Herzkammern und damit die Pumpfunktion noch nicht. Sobald die Wissenschaftler dieses Problem lösen, könnten die künstlichen Herzen Spenderorgane ersetzten und Menschen mit Herzleiden das Leben retten.
Tel Aviv (Israel). Wissenschaftler der Universität Tel Aviv haben im Fachmagazin Advanced Science einen Prototyp eines künstlichen Herzens vorgestellt. Das Herz aus dem 3D-Drucker besteht aus menschlichem Gewebe, derzeit können sich die Zellen aber noch nicht synchron zusammenziehen. Das etwa Hasenherz große Organ verfügt ansonsten über alle Eigenschaften eines menschlichen Herzens und besitzt bereits einzelne Kammern. Es handelt es sich dabei um das erste vollständige Herz, das Wissenschaftler per 3D-Druck aus menschlichem Gewebe erzeugen konnten. In Zukunft könnten so gefertigte Organe Personen helfen, die aktuell noch auf schwer verfügbare Spenderorgane warten müssen.
Laut Tal Dvir, Biotechnologe und Leiter Studie ist das Herz aktuell mit dem Herz eines menschlichen Fötus vergleichbar. Neben der höheren Verfügbarkeit bietet das künstliche Herz noch den Vorteil komplett kompatibel mit dem Empfänger zu seien. Bei Spenderorganen kommt es in vielen Fällen dazu, dass das Organ vom Körper abgestoßen wird und die Funktion des Immunsystems beim Empfänger unterdrückt werden muss. Da das künstliche Herz aus Fettzellen des späteren Empfängers besteht, ist eine vollständige Biokompatibilität gegeben.
Im Zuge der Studie haben die Wissenschaftler Fettgewebe aus dem Bauch eines Patienten per Biopsie entnommen und dann die zellulären und azellulären Bestandteile voneinander getrennt. Die Fettzellen wurden dann zu pluripotenten Stammzellen umprogrammiert, die verschiedene Typen von Körperzellen, darunter auch Herzzellen, beinhalten. Aus dem azellulären Material wie Glykoproteinen und Kollagen haben die Wissenschaftler ein Hydrogel erzeugt, das als Stützgewebe für das künstliche Herz genutzt wurde.
Anschließend haben die Wissenschaftler aus den Endothel- und Herzmuskelzellen und dem Hydrogel eine Bio-Tinte erzeugt, aus der der 3D-Drucker Gewebeteile (cardiac patches) erstellt hat. In der Vergangenheit wurden diese Gewebeflicken nach Herzinfarkten eingesetzt, um abgestorbene Stellen menschlicher Herzen mit neuen Zellen zu versorgen. Nun ist es erstmals gelungen aus den Flicken ein vollständiges neues Organ zu erzeugen.
Laut Dvir ist es „grundsätzlich möglich mit der Technologie auch ein größeres Herz für Menschen herzustellen.“ Bevor Herzen aus dem 3D-Drucker kranken Personen helfen können, werden aber noch einige Jahre Forschungsarbeit nötig seien. Das aktuell hergestellte Herz gleich optisch zwar bereits einem natürlichen Herzen, die Funktion ist aber noch nicht vollständig gegeben.
Grundsätzlich kontrahiert der künstliche Herzmuskel zwar bereits, die zur Pumpfunktion nötige Koordination zwischen den einzelnen Herzkammern funktioniert aber nicht. Sollten die Wissenschaftler dieses Problem lösen, könnten Herzen aus dem 3D-Drucker auch in der Praxis genutzt werden. Die israelischen Wissenschaftler gehen davon aus, dass Tierversuche mit Hasen und Ratten innerhalb eines Jahres erfolgen können. Klinische Studien mit Menschen sollen erst in einigen Jahren erfolgen. Aktuell gehören Herzkrankheiten weltweit zu den häufigsten Todesursachen, die aufgrund von mangelnden Spenderorganen auch wenn sie erkannt wurden oft nicht behandelt werden können.
