11.02.2022

Frisch gedrucktes Biopflaster

Experiment Bioprint FirstAid auf der ISS testet 3D-Drucker für menschliche Zellen als pflasterartige Wundabdeckung.

Menschliche Zellen aus dem 3D-Drucker, mit der Hautwunden wie mit einem Heft­pflaster abgedeckt werden können – das ist das langfristige Ziel des Experiments Bioprint FirstAid. Im Rahmen der Mission „Cosmic Kiss hat der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer die Versuchsreihe nun auf der Inter­nationalen Raum­station ISS durchgeführt. Das mobile Handgerät soll die Wundversorgung auf Weltraum­missionen, aber auch in der täglichen medizinischen Anwendung auf der Erde deutlich verbessern.

 

Abb.: Matthias Maurer beim Bioprint-FirstAid-Experiment (Bild: NASA / ESA)
Abb.: Matthias Maurer beim Bioprint-FirstAid-Experiment (Bild: NASA / ESA)

„Mit Bioprint FirstAid wurde diese innovative Technologie nun erstmalig unter Weltraumbedingungen getestet", so Michael Becker, Bioprint-FirstAid-Projekt­leiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR in Bonn. „Bioprinting ist ein wichtiger Schritt hin zu personalisierter Medizin im All und auf der Erde.“ Der Bioprinter kann mechanisch betrieben werden und besteht aus einem Handgriff, einem Druckkopf, Führungsrädern und zwei Kartuschen für die Biotinte, mit der die pflaster­artige Wund­abdeckung hergestellt wird. Während des Experiments auf der ISS wurde diese Tinte zunächst auf einer Folie auf dem Bein von Matthias Maurer aufgetragen. Dabei wurden zwei unterschiedlich zusammen­gesetzte Biotinten sowie zwei verschiedene Druckköpfe verwendet.

„Das Technologie-Experiment wird im ersten Schritt noch keine echten menschlichen Zellen, sondern fluoreszierende Mikropartikel einsetzen," so Becker. „Die Erkenntnisse sollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen, die Technik weiterzuentwickeln und für Patientinnen und Patienten anwendbar zu machen.“ Durch die kompakte Bauweise und die einfache, mobile Verwendung besitzt die Drucktechnologie nicht nur ein reales Potenzial für den Einsatz in Arztpraxen und Kliniken, sondern auch für eine flexible Behandlung an Orten, die schwer zugänglich oder isoliert sind. So kann der Bioprinter sowohl auf zukünftigen Langzeit-Raumfahrtmissionen wie auch auf Forschungs­stationen an abgelegenen Orten, wie etwa in der Antarktis, eingesetzt werden.

Nach Abschluss des Experiments werden die auf der ISS gedruckten Pflaster für weitere Tests und Analysen mit einem Raumfahrzeug zur Erde zurückgebracht. In der Zwischenzeit führen Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden am Boden Vergleichsexperimente durch, um die Ergebnisse des ISS-Experiments nach deren Rückkehr zu überprüfen. Ziel dieser Untersuchung ist es, das Druckverhalten in Abhängigkeit von verschiedenen Druckdüsen und unterschiedlichen Biotinten zu erforschen. Außerdem wird untersucht, wie sich die Mikropartikel in Schwerelosigkeit verteilt haben.

Um die Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Drucks in der Medizin auf internationaler Ebene zu diskutieren, planen die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR, die Europäische Weltraum­organisation ESA und die TU Dresden am 15. und 16. März 2022 in Dresden einen Workshop zum Thema „Bioprinting im Weltraum“. Teilnehmer an diesem Austausch werden Astronauten sowie Experten aus den Bereichen Bioprinting und lebens­wissenschaftlicher Forschung im Weltraum sein.

Das Experiment Bioprint FirstAid wurde im Auftrag der Deutschen Raumfahrt­agentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) realisiert. Entwickelt und gebaut wurde die Apparatur durch die OHB System AG in Zusammen­arbeit mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Dresden.

DLR / DE

 

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