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Herzoperation. Bypässe werden aber auch anderswo gelegt. © Valentyn Semenov / freepik

Der Herzbypass ist die bekannteste aber nicht die einzige Bypass-Operation. © Valentyn Semenov / freepik

Bypass aus dem Drucker

Bei einem Bypass wird bei einem stark verengten oder verschlossenen Abschnitt eine Blutgefäßes eine „Umleitung“ für das Blut geschaffen. Am bekanntesten ist der Herzbypass bei koronarer Herzkrankheit, aber auch der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit wird diese Methode verwendet

Normalerweise wird für den Bypass ein Stück Vene oder Arterie des zu Operierenden genutzt, weil dies der sicherste Weg ist, Abstoßungsreaktionen zu vermeiden. Bei circa 20 Prozent der Betroffenen, die eine Bypass-Operation benötigen, sind jedoch keine geeigneten körpereigenen Gefäße vorhanden, z. B. wenn eine Venenerkrankung vorliegt. Für diese Fälle stehen Implantate aus Kunststoff zur Verfügung. Diese neigen allerdings dazu, innerhalb weniger Jahre erneut zu verstopfen.

Druckkopf erzeugt Schlauch aus körpereigenen Zellen

Vor diesem Hintergrund hat der Kieler Herzspezialist Dr. med. Rouven Berndt mit einem Team aus Medizinern, Biologen und Ingenieuren der Technischen Hochschulen in Kiel und Hamburg den Prototypen eines 3D-Biodruckers entwickelt. Mit dem neuartigen Gerät gelingt es, feine Blutgefäße zu erzeugen. Damit lässt sich ein Schlauch aus körpereigenen lebenden Endothel- und Muskelzellen drucken. Die hauchdünnen flachen Endothelzellen kleiden die Gefäße von innen aus. Die darüber liegenden Muskelzellen sorgen dafür, dass sich Gefäße zusammenziehen und weiten können. Das sind wichtige Eigenschaften, die dafür sorgen, dass Bypässe lang bestehen und offenbleiben.

Der erzeugte Schlauch hat die erforderliche dünne Gefäßwand und einen Durchmesser von vier bis sechs Millimeter. In Laborexperimenten haben sich die gedruckten Gefäße bereits bewährt. Erste Ergebnisse werden in Kürze in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht.

Ziel: Gedruckte Blutgefäße auch für andere Empfänger

Der von den Forschern entwickelte Prototyp des Biodruckers soll nun von einem Unternehmen aus der Luft- und Raumfahrt industriell hergestellt werden. Denn bisherige kommerziell verfügbare Biodrucker sind zum Beispiel nicht in der Lage, Gefäß-Transplantate in der für Bypässe häufig erforderlichen Gesamtlänge von 30 bis 40 Zentimetern zu erzeugen. Auch wollen die Wissenschaftler in dem Forschungsprojekt untersuchen, ob die gedruckten Blutgefäße langfristig in das bestehende Gefäßsystem biologisch integriert werden. Das ist noch offen.

Ein weiteres Ziel: Blutgefäße sowohl für eine Bypass-Operation des Zellspenders zu drucken als auch für andere Empfänger. Verschiedene Zelllinien kann man genetisch so verändern, dass sie bestimmte Merkmale und Eigenschaften nicht entwickeln und so nicht als körperfremd erkannt werden.