Künstliches Gewebe

Maschine züchtet Haut vollautomatisch

(Bild: Fraunhofer Institut)

Haut für medizinische Eingriffe wie Transplantationen ohne menschliches Zutun züchten: Dieses Ziel haben Forscher am deutschen Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik. Gemeinsam mit den anderen Fraunhofer-Instituten IPA, IPT und IZI entwickeln sie eine Anlage, die bisher von Hand durchgeführte Arbeitsschritte zur Vermehrung von Gewebezellen automatisieren soll. Andrea Heymer, Leiterin des Konstruktionsteams, bezeichnet die vereinfachte Herstellung von menschlicher Haut in großen Mengen für Labortests als erstes Ziel der Anlage. Weiters soll auf diese Weise auch Transplantations-Material etwa für Unfallopfer erzeugt werden, die aufgrund von Verbrennungen eine zweite Haut brauchen.

Das Grundprinzip der Anlage beruht auf der Unterteilung der Gewebezüchtung in einzelne Module, die maschinell gesteuert werden. Ausgangsmaterial ist eine menschliche Gewebeprobe. Ein Greiferarm transportiert die Probe in die Anlage, wo sie zerkleinert und nach Zelltypen getrennt wird. Nährlösungen aus Vitaminen, Zucker und Proteinen regen die Zellen zum Wachstum an. Nach der Überprüfung, ob sie überhaupt lebensfähig sind, werden die Zellen in einer dreidimensionalen Gelmatrix gemäß den verschiedenen Hautschichten wieder zusammengesetzt.

"Die Kultivierung dieses organotypischen Gewebemodells bildet den Hauptteil der insgesamt sechswöchigen Prozedur", so Heymer. Auch den letzten Arbeitsschritt - die Verpackung der einsatzfertigen Haut für den Versand - übernimmt die Maschine.

Tests von Kosmetika und Hautcremes
Der derzeitige Entwurf sieht die Herstellung zweier wichtiger Zelltypen der Haut vor, die menschliche Haut besitzt jedoch auch weitere Zellen wie Immun-, Nerven- und Haarwurzelzellen sowie Melanozyten, die für die Bräunung zuständig sind. "Auch andere Zelltypen können mit dieser Methode in das Hautmodell integriert werden. An diesen können in Zukunft etwa Kosmetika und Hautcremes getestet werden", betont Heymer.

Foto: Fraunhofer-Institut