Oxford hofft auf effektivere Behandlung von Hirnverletzungen durch 3D-Druckmethode

Wissenschaftler:innen der Universität Oxford haben eine neue Methode entwickelt, um Zellen im 3D-Drucker zu erzeugen, welche die Struktur der Hirnrinde nachahmen können. Diese 3D-Druckmethode soll ihrer Studie nach zukünftig „maßgeschneiderte Reparaturbehandlungen“ für Menschen mit Hirnverletzungen ermöglichen.

70 Millionen Menschen erleiden jährlich Schädel-Hirn-Trauma

Hirnverletzungen, einschließlich solcher, die durch Traumata, Schlaganfälle und Operationen bei Hirntumoren verursacht werden, führen typischerweise zu erheblichen Schäden an der Großhirnrinde, der äußeren Schicht des menschlichen Gehirns, was zu Schwierigkeiten bei der Wahrnehmung, Bewegung und Kommunikation führen kann.

Angesichts der zahlreichen weltweiten Fälle von traumatischen Hirnverletzungen ist der Bedarf an effektiven Behandlungsmöglichkeiten dringender denn je. Beispielsweise erleiden weltweit jedes Jahr etwa 70 Millionen Menschen ein Schädel-Hirn-Trauma (TBI), wobei 5 Millionen dieser Fälle schwer oder tödlich verlaufen. Derzeit gibt es keine wirksamen Behandlungsmöglichkeiten für schwere Hirnverletzungen, was bei den Erkrankten zu schwerwiegenden Einschränkungen der Lebensqualität führt.

 3D-Druckmethode als „Hoffnung für Menschen mit Gehirnverletzungen“

Regenerative Gewebetherapien, die auf die Verwendung von Patienten-Stammzellen setzen, versprechen zwar eine vielversprechende Lösung für Hirnverletzungen, bisher fehlte jedoch eine Methode, um sicherzustellen, dass diese implantierten Stammzellen die komplexe Hirnrindenstruktur akkurat nachahmen können. Nun wollen Forscher:innen der Universität Oxford in ihrer neuen Studie eine möglichen Lösungsansatz vorstellen.

So nutzten sie menschliche neuronale Stammzellen, um mittels 3D-Druck ein zweischichtiges Hirngewebe zu erzeugen. Bei der Implantation in Mäusehirnschnitten konnten die Zellen dann tatsächlich sowohl in Bezug auf Struktur als auch Funktion erfolgreich in das umliegende Gewebe integriert werden. Dieses Ergebnis könnte vielversprechende Möglichkeiten für die Anwendung von 3D-gedrucktem Hirngewebe in der medizinischen Forschung und Therapie eröffnen.

Der Hauptautor Dr. Yongcheng Jin vom Department of Chemistry sagt zur Studie: „Dieser Fortschritt stellt einen bedeutenden Schritt für die Herstellung von Materialien mit der vollständigen Struktur und Funktion natürlicher Gehirngewebe dar. Unsere Arbeit wird eine einzigartige Gelegenheit bieten, die Funktionsweise der menschlichen Großhirnrinde zu erforschen und auf lange Sicht wird sie Menschen, die Hirnverletzungen erleiden, Hoffnung geben!“

Personalisierter Implantationsbehandlungen einen Schritt näher

Neben ihrem Potenzial zur Reparatur von Hirnverletzungen könnten Gewebe wie diese bei der „Arzneimittelbewertung, Studien zur Gehirnentwicklung, aber auch zum besseren Verständnis von Denkprozessen“ eingesetzt werden. Die leitende Autorin Dr. Linna Zhou, ebenso vom Department of Chemistry meint mit Blick auf die Zukunft: „Unsere Drucktechnik bietet zahlreiche Möglichkeit, lebende 3D-Gewebe mit der gewünschten Architektur zu konstruieren, was uns der Entwicklung personalisierter Implantationsbehandlungen für Hirnverletzungen näher bringt.“

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