Meniskus aus dem 3D-Drucker mit neuen Knorpelzellen

US-Mediziner der New Yorker Columbia University haben einen neuen Ansatz entwickelt, um einen zerstörten Meniskus im Knie zu ersetzen. Die Forscher lassen den natürlichen Stossdämpfer aus Knorpel einfach nachwachsen. Das Gerüst für den neuen Meniskus kommt aus dem 3D-Drucker.

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Meniskus aus dem 3D-Drucker

0:33 min, aus Puls vom 26.1.2015

Im menschlichen Kniegelenk sorgt der Meniskus dafür, dass die Kraftübertragung zwischen Oberschenkelknochen und Schienbein nicht zulasten der Knochen geht und abgedämpft wird. Allerdings ist dieser halbmondförmige Knorpel, der nahezu vollständig aus Kollagenfaser besteht, verschleissanfällig. Beschädigungen beim Sport sind häufig.

Verschiedene Forscher setzten ihr Interesse darin, diesen Meniskus auf künstliche Art und Weise wieder herzustellen – sei dies durch die Transplantation von Nasenknorpel oder als künstliches Kniegelenk.

Mediziner der New Yorker Columbia University verfolgen nun den Ansatz, den Körper eigenständig neue Meniskuszellen herstellen zu lassen. Dazu bekommt er lediglich ein wenig Hilfe – in Form eines Gerüsts, das mit einem 3D-Drucker erzeugt und implantiert wird.

Stammzellen anlocken

In Versuchen scannten die Forscher um den Mediziner Jeremy Mao die Menisken von Schafen mithilfe eines Magnetresonanztomografen. Der Meniskus eines Schafes ist dem eines Menschen sehr ähnlich. Anhand des Bildes erstellten sie einen dreidimensionalen Ausdruck – allerdings nicht massiv, sondern eher ein Gerüst in exakter Form des Meniskus. Damit der Organismus nach der Implantation beginnt, daran neue Knorpelzellen anzuheften, integrierten die Wissenschaftler zwei verschiedene Wachstumsfaktoren in das Gerüst. Diese üben auf Stammzellen eine Art Sogwirkung aus.

Die Ergebnisse verblüfften die Forscher: Drei Monate nach der Implantation konnten die Schafe wieder problemlos laufen. In ihren Kniegelenken waren in dieser Zeit neue Menisken herangewachsen. Da die Forscher für das Gerüst aus dem 3D-Drucker Polycaprolacton verwendeten – ein vergängliches Material – bestanden die neuen Schaf-Menisken letztendlich nur noch aus natürlichem Knorpel. Der Kunststoff hatte sich aufgelöst.

Nach den Erfolgen an Schafen plant das Team aus New York bereits klinische Studien mit Menschen. Vorher wird jedoch noch überprüft, ob das neue Gewebe über einen längeren Zeitraum stabil bleibt.

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