Ein Pflaster für den verwundeten Herzmuskel Früher vermutete man Stammzellen im Herzen. Diese scheint es nicht zu geben. Dennoch haben Forscher Wege gefunden, um die normalerweise geringe Regenerationsfähigkeit im zentralen Kreislauforgan anzukurbeln. https://www.nzz.ch/wissenschaft/herzinfa...etze-ld.1491935
Auf dem Weg zum Mars: Haut und Knochen aus dem 3D-Drucker Der 3D-Druck von menschlichem Gewebe könnte zur Gesundheit von Astronauten auf dem Weg zum Mars beitragen. Ein ESA-Projekt hat die ersten biogedruckten Haut- und Knochenproben hergestellt. http://www.esa.int/Space_in_Member_State..._dem_3D-Drucker
Forscher züchten nachwachsende Zähne Zahnkeime aus körpereigenen Zellen könnten "dritte" Zähne überflüssig machen Zahnkeim statt künstliches Implantat: Auch beim erwachsenen Menschen können neue Zähne wachsen – wenn man ihm die richtigen Zellkeime dafür gibt. Forschern ist es gelungen, aus Zahnwurzelzellen von Patienten kleine Zahnkeime zu züchten. Pflanzt man diese in den Kiefer ein, könnte daraus ein neuer Zahn heranwachsen. In Zellkulturen und im Tierversuch ist die Erzeugung solcher nachwachsenden Zähne bereits gelungen
Zitat„Es gibt vereinzelt Berichte darüber, dass auch Menschen zum dritten Mal Zähne oder auch ganze Zahnsätze nachwachsen. Aber warum das bei manchen Menschen passiert und bei anderen nicht, ist noch weitgehend unbekannt“, sagt Roland Lauster von der TU Berlin. Forscher gehen aber davon aus, dass auch der menschliche Kiefer lebenslang über die Informationen verfügt, die für das Wachstum neuer Zähne notwendig sind. Sie werden nur nicht abgerufen.
Wie ein Zahn wächst Wie aber könnte man den menschlichen Kiefer dazu bringen, doch Zähne nachzuproduzieren? Genau diese Frage haben sich Lauster und sein Team gestellt – und eine Antwort gefunden. Wenn unsere zweiten Zähne entstehen, sammeln sich bestimmte Vorläuferzellen im Kiefer unterhalb der äußeren Hautschicht. Diese Zellen kondensieren und bilden eine Art Zahnkeim. Über Botenstoffe interagiert dieser Zahnkeim mit dem Kiefer und beginnt, sich zum Zahn weiterzuentwickeln.
„Innerhalb der so gebildeten Zahnknospe kommt es zur Differenzierung verschiedener Zelltypen: dem Zahnschmelz-Organ, der Zahnpapille und der Zahnleiste. Diese Gewebe differenzieren nach und nach zu einem kompletten Zahn“, erklärt Lausters Kollegin Jennifer Rosowski. Die Information, welcher Zahn gebildet werden soll, Schneidezahn oder Backenzahn, kommt dabei aus dem umliegenden Kiefergewebe. Diese Zahnbildung scheint natürlicherweise aber nur einmal abzulaufen – beim Austausch der Milchzähne.
Reprogrammierte Zahnzellen als Keim Um diese Zahnbildung auch bei erwachsenen Menschen zu ermöglichen, wollen die Forscher den Kiefer sozusagen austricksen: Sie entnehmen aus dem Inneren eines extrahierten Weisheitszahns sogenannte dentale Pulpa-Zellen. Mithilfe einer speziellen Kultivierungsmethode bringen sie diese Zellen dann dazu, sich in einen stammzellähnlichen Zustand zurückzuentwickeln. Es entstehen Vorläuferzellen, die in einem Hydrogel-Nährmedium kondensieren – sie bilden eine Art Zahnkeim.
Im Laufe von 24 Stunden wächst dieser Zahnkeim zu einem rund 200 bis 500 Mikrometer großen Zellball heran. „Als einzige Gruppe weltweit konnten wir nachweisen, dass diese eigenständige mesenchymale Kondensation zu einem Zellball die Expression verschiedener Gene triggert und die Produktion von spezifischen Botenstoffen in Gang setzt“, sagt Rosowski. „Diese Botenstoffe werden benötigt, um mit dem umliegenden Kiefergewebe zu interagieren.“
Erste Erfolge in Zellkultur und Tierversuch Aber tut der gezüchtete Zahnkeim dies auch? Um das zu prüfen, haben Wissenschaftler die Zahnkeime zusammen mit Zellen aus dem Zahnfleisch ko-kultiviert. Und tatsächlich: Wie sie feststellten, interagierten die Zellen ähnlich wie bei der normalen Zahnbildung im Kiefer miteinander und lösten eine Zahnbildung aus. Zumindest in der Kulturschale funktioniert die Nachzucht von menschlichen Zähnen demnach schon.
ZitatNachdem alle in-vitro-Versuche erfolgreich abgeschlossen wurden, stehen die Zahnkeime jetzt vor den ersten präklinischen Tests.
Schlagende Herzkammer aus dem 3D-Drucker Neue Methode verbessert Auflösung und Präzision von Organen und Geweben aus dem Labor Bis ins kleinste Detail: US-Forscher haben eine Technik entwickelt, die die Organzucht im Labor deutlich voranbringen könnte. Denn mit ihrer Form des biologischen 3D-Drucks lassen sich menschliche Organe und Organteile noch bis in die feinsten Mikrostrukturen erzeugen. Als ersten Test produzierten die Forscher eine linke Herzkammer aus Kollagen und Herzmuskelzellen, die nach wenigen Tagen von selbst begann zu schlagen, wie sie im Fachmagazin „Science“ berichten.
Cell-based therapy in lung regenerative medicine Chronic lung diseases are becoming a leading cause of death worldwide. There are few effective treatments for those patients and less choices to prevent the exacerbation or even reverse the progress of the diseases. Over the past decade, cell-based therapies using stem cells to regenerate lung tissue have experienced a rapid growth in a variety of animal models for distinct lung diseases. This novel approach offers great promise for the treatment of several devastating and incurable lung diseases, including emphysema, idiopathic pulmonary fibrosis, pulmonary hypertension, and the acute respiratory distress syndrome. In this review, we provide a concise summary of the current knowledge on the attributes of endogenous lung epithelial stem/progenitor cells (EpiSPCs), mesenchymal stem cells (MSCs) and endothelial progenitor cells (EPCs) in both animal models and translational studies. We also describe the promise and challenges of tissue bioengineering in lung regenerative medicine. The therapeutic potential of MSCs is further discussed in IPF and chronic obstructive pulmonary diseases (COPD). https://regenmedres.biomedcentral.com/ar...6/2050-490X-2-7
3D-Druck in der plastischen Chirurgie: 13-jähriger Patient erhält Ohr aus dem 3D-Drucker In Florenz ist es Wissenschaftlern und Medizinern erstmals gelungen ein Ohr mit einem 3D-Drucker zu rekonstruieren. Das 3D-gedruckte Ohr wurde einem 13-jährigem Kind erfolgreich angebracht. Dies war die erste Operation dieser Art in Italien und wird weltweit unter Medizinern als Durchbruch bewertet.
ZitatÄrzte der Klinik University Hospital Meyer haben in Florenz laut einer Pressemitteilung ein Ohr mithilfe eines 3D-Druckers rekonstruiert. Das fertige Ohr wurde einem 13-jährigen Jungen in einer Operation erfolgreich angebracht. Der Junge leidet an Mikrotie, einer angeborenen Ohrmuschelfehlbildung. Menschen mit Mikrotie haben keine Ohrmuscheln, können aber trotzdem hören. Das 3D-gedruckte Ohr verhilft dem jungen Patienten jetzt zu ganz normalen Ohren.
Bioprinting: Der gedruckte Mensch Lebende Blutgefäße, Haut und Organe aus dem 3D-Drucker sind Zukunftsmusik – noch. Bald könnten sie die Medizin revolutionieren.
ZitatKann man Essen, Häuser oder menschliche Organe einfach ausdrucken? Was sich zunächst nach einer Idee aus einem Science-Fiction-Roman anhört, ist schon längst Realität geworden. In den Niederlanden entsteht gerade das sogenannte Canal House, das erste komplett gedruckte Haus, und das Bremerhavener Unternehmen Biozoon experimentiert mit 3D-gedruckten Nahrungsmitteln. Wird die Zukunft so aussehen, dass in den 3D-gedruckten Häusern 3D-gedruckte Menschen wohnen, die 3D-gedrucktes Essen verzehren? Ganz so vielleicht nicht, aber auch in der Medizin hält der Drucker Einzug: Ob Herzklappen, Kiefergelenke, Knorpel- und Knochenelemente, Hautflächen oder sogar ganze Ersatz-Organe sollen künftig auf Knopfdruck entstehen.
Schon heute ist ein 3D-Druck bei Prothesen oft schneller oder billiger.
US-Forscher entwickeln Hauttransplantate mit Blutgefäßen aus Biotinte mit dem 3D-Drucker US-Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) und der Yale University haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Haut mit funktionierenden Blutgefäßen im 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann. Diese entsteht dank einer speziellen Biotinte. Wir haben uns die Arbeit angesehen.
Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) und der Yale University haben eine neuartige Methode entwickelt, die es auf Hauttransplantationen angewiesenen Verbrennungsopfern möglich macht, mit Hauttransplantaten aus dem 3D-Biodrucker helfen kann. Ein Artikel im „Smithsonian“ Magazin hat die Arbeit der Forscher vorgestellt, über die wir im Folgenden zusammenfassend berichten. https://www.3d-grenzenlos.de/magazin/for...ucker-27546233/
3D-Printing Living Skin With Blood Vessels Included
ZitatDevelopment is significant step toward skin grafts that can be integrated into patient’s skin. Researchers at Rensselaer Polytechnic Institute have developed a way to 3D print living skin, complete with blood vessels. The advancement, published online today in Tissue Engineering Part A, is a significant step toward creating grafts that are more like the skin our bodies produce naturally.
Nette Übersicht, über den derzeitigen Stand der Dinge, bei einigen Organen und Geweben, vom letzten September:
Ein Herz, eine Leber, eine Niere aus dem 3D-Drucker? Organe aus dem 3D-Drucker stehen noch vor Herausforderungen, aber die Forschung rast voran – und das könnte bedeuten, dass sich schon bald unser Verständnis von Körper und Krankheit ändert.
ZitatOrgane aus dem 3D-Drucker: Nicht jedes Organ ist gleich geschaffen Der Anspruch beim Bioprinting ist es, voll funktionsfähige Ersatzorgane herzustellen, in der Regel aus den Zellen des Empfängers. Nicht jedes Organ lässt sich allerdings gleich gut drucken. Bei manchen ist die Marktreife bereits in Sicht, bei anderen noch sehr weit weg. Hier eine Übersicht:
Nieren Die Nieren sind eines der schwierigsten Organe für den 3D-Druck, da ihre Struktur sehr komplex ist. Forscher der Harvard University sind auf diesem Feld die Vorreiter: Sie warteten 2016 mit einer speziellen Paste auf, durch die sie das Nephron – einen wichtigen Teil der Niere – drucken konnten.
Leber Die Leber ist ebenso ziemlich komplex. Deswegen gibt es hier vor allem Teilerfolge: Die amerikanische Firma Organovo hat beispielsweise Leber-„Pflaster“ gedruckt, welche die Organfunktion verbessern und damit helfen, die Zeit bis zu einer richtigen Transplantation zu überbrücken.
In ersten Studien mit Mäusen zeigte sich das bereits als vielversprechend, deswegen soll es ab 2020 Versuche mit Menschen geben.
Herz Das Herz ist verhältnismäßig einfach zu drucken, da es nicht sonderlich komplex ist: Es wirkt im Grunde einfach wie eine Pumpe. Bereits 2017 bildeten Schweizer Forscher ein voll funktionsfähiges Herz im 3D-Drucker nach. Exotischer: Das Biotech-Startup Biolife4D arbeitet an Miniaturherzen, die bereits im nächsten Jahr an kleinen Tieren erprobt werden sollen
Lungen Die Lungen sind von einem komplexen Netz aus Gefäßen geprägt. Im Mai dieses Jahres gelang es amerikanischen Wissenschaftlern erstmals, eine künstliche Version davon herzustellen, die sogar öffentlichkeitswirksam “einatmen” konnte. Nun arbeiten die Forscher ihren Prototyp weiter aus, doch im Großen und Ganzen sind künstliche Lungen noch recht weit weg.
Hornhaut Ein Forscherteam aus Großbritannien hat bewiesen, innerhalb von zehn Minuten eine Hornhaut drucken zu können. Indem das Auge des Patienten gescannt wird, lässt sich die Hornhaut individuell anpassen. Noch gab es keine Transplantationsversuche, wie gut die Hornhaut also tatsächlich funktioniert, ist noch nicht abschließend klar.
Knochen Wissenschaftler aus Glasgow haben vor zwei Jahren mit einer Technologie namens „Nanokicking“ Knochen gedruckt. Dabei wurden menschliche Stammzellen in Knochentransplantate gewandelt. Im kommenden Jahr sollen sie dann bereit zum Einsatz im Menschen sein.
Plazenta Heimspiel: Die TU Wien hat eine künstliche Plazenta-Barriere gedruckt, mit der sie die Funktion der Plazenta erforschen möchte. Die Plazente regelt den Austausch der Substanzen zwischen Mutter und Kind, ist sehr komplex und bislang verhältnismäßig wenig verstanden.
Forscherteam 3D-druckt Mini-Leber Wissenschaftler der Universität von São Paulo am Humangenom- und Stammzellforschungszentrums (HUG-CELL) haben erfolgreich eine Mini-Leber mit Hilfe von Bioprinting hergestellt. Die 3D-gedruckte Leber ist in der Lage lebenswichtige Proteine zu produzieren, Vitamine zu speichern und Gallensekret https://3druck.com/medizin/forscherteam-...-leber-5587223/
Haut und Haare aus der Petrischale Forscher züchten erstmals fast komplette menschliche Haut aus Stammzellen Spannender Durchbruch: US-Forschern ist es gelungen, menschliche Haut mitsamt Haaren, Nervenzellen und Gewebeschichten aus Stammzellen zu züchten. Aus den undifferenzierten Zellen wuchs zunächst ein rundliches, mehrschichtiges Organoid, das sich nach Transplantation kleiner Stücke auf Mäuse zur reifen Haut weiterentwickelte. Dies eröffnet neue Therapiechancen für Wunden, Verbrennungen und vielleicht auch für kahle Kopfhaut, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten. https://www.scinexx.de/news/medizin/haut...er-petrischale/
Stammzellforschung: Warum es so schwer ist, Haut herzustellen Haut lässt sich im Labor züchten, aber es ist kompliziert. Denn unser größtes Organ hat viele Funktionen. Nun vorgestellt: Haut mit Haaren und Talgdrüsen. https://www.spektrum.de/news/warum-es-so...stellen/1740548
Künstliche Organe: Menschliche Minileber funktioniert in Ratten Forscher züchten aus menschlichen Hautzellen eine Miniaturleber. In Ratten funktionierte diese zumindest für einige Tage. https://www.spektrum.de/news/menschliche...-ratten/1740830
Zitat von La_Croix im Beitrag #1Da sich auf diesem Gebiet einiges tut, dachte ich wir könnten mal dazu einen eigenen Thread aufmachen!
Hier eine aktuelle Studie dazu: Nasenknorpel soll Kniegelenke heilen Ersatzgewebe aus Nasenknorpel heilt in erstem Test erfolgreich ein Innovative Behandlungsmethode: Knorpelzellen aus der Nase könnten zukünftig kaputte Kniegelenke ersetzen. Dazu wird aus den Zellen Gewebe gezüchtet, das an den verletzten Stellen im Knie eingesetzt wird. Eine erste Studie mit dieser neuen Methode war schon erfolgreich, der Ersatzknorpel heilte problemlos und ohne Komplikationen ein, wie die Forscher in der Fachzeitschrift "The Lancet" berichten.
ZitatDas neue Verfahren ist auf gleich zweifache Weise innovativ: Zum einen verwendeten die Forscher Knorpelzellen aus der Nasenscheidewand, weil diese bessere Regenerationseigenschaften aufweisen als Gelenkknorpel. Zum anderen implantierten sie keine Zellen, sondern funktionsfähiges Gewebe, welches zuvor im Labor gezüchtet wurde.
In einem ersten Test der Methode behandelten Martin und seine Kollegen zehn Personen unter 55 Jahren mit der neuen Methode. Alle wiesen durch Verletzungen Knorpelschäden mit einer Größe von 2 bis 6 Quadratzentimetern in ihren Kniegelenken auf. Aus dem zuvor aus der Nase der Patienten entnommenen und herangezüchteten Knorpelgewebe schnitten die Forscher ein passendes Knorpelimplantat zu und setzten es ein.
Knorpelzellen aus der Nase eignen sich hervorragend Die Ergebnisse sind vielversprechend: Das Knorpelgewebe aus der Nase nahm die Eigenschaften des typischen Knieknorpels an und wuchs an der beschädigten Stelle im Gelenk der Patienten ein. Dadurch bildete sich Reparaturgewebe, welches dem natürlichen Knorpel sehr ähnlich ist, wie die Forscher berichten.
Die Patienten berichteten außerdem von einer deutlichen Verbesserung ihrer Beschwerden. Zudem wurden nach der Implantation keine unerwünschten Nebenwirkungen festgestellt, welche vom Transplantat herrühren könnten. Zumindest diese erste Studie spricht demnach dafür, dass sich Knorpelzellen aus der Nase hervorragend eignen, um Knorpelschäden am Knie zu heilen.
Mit dem Knorpelgewebe aus der Nase geht es bei Arthrose mal endlich so langsam weiter und das wäre ein Bereich der viele Millionen Menschen interessiert. "Nasenknorpel könnte Arthrose im Knie lindern Arthrose ist eine der Hauptursachen für chronische Schmerzen und eingeschränkte Mobilität. Forscher haben nun einen möglichen Behandlungsansatz vorgestellt: Mit Knorpelzellen aus der Nasenscheidewand ist es ihnen bei Mäusen, Schafen und zwei Patienten gelungen, durch Arthrose verursachte Knorpelschäden im Knie zu reparieren. Die Nasenknorpelzellen hielten dabei nicht nur den Belastungen durch die chronische Entzündung im Knie stand, sondern wirkten den Entzündungssymptomen sogar entgegen. In klinischen Studien wollen die Forscher die Behandlung nun an weiteren Patienten erproben." https://www.wissenschaft.de/gesundheit-m...m-knie-lindern/
Zitat von jayjay im Beitrag #41Glücklich sind die Leute mit riesigen Zinken! Die Hollywood-Zombies mit Stubsnäschen haben pech die Ohren wachsen im Alter auch immer weiter, vielleicht ist da auch guter immer wachsender Knorpel zu holen.
Das wäre zugleich für die Schönheit und die Gesundheit förderlich. Alle süsse kleine Nasen und Ohren, dafür aber gesunde Gelenke.
Sehnen-Ersatz aus Seide und Stammzellen Ein Gerüst aus Seidenprotein und Hydrogel hilft Stammzellen bei der Sehnenreparatur Reparatur mit Naturpatent: Wenn eine Sehne gerissen ist, heilt sie oft nur langsam und unvollständig. Abhilfe schaffen könnte aber eine Kombination aus Stammzellen und einem Gerüst aus Seidenfasern und Hydrogel. Die auf dem Gerüst heranwachsenden Zellen bilden eine Ersatzsehne, die durch die Seidenfasern die nötige Festigkeit erreicht und schnell in die verletzte Stelle einwächst, wie erste Tests mit Ratten nahelegen.
ZitatEiner der Gründe für die geringere Haltbarkeit der regenerierten Sehnen ist neben der Bildung von Narbengewebe auch eine gestörte Anordnung der Fasern in der neu zusammengewachsenen Sehne: Statt säuberlich parallel wachsen die Fasern quer und teils ungeordnet wieder zusammen. Abhilfe schaffen kann das Implantieren einer Spendersehne oder eines synthetischen Ersatzes, doch auch das ist aufwendig und riskant.
Einen Mittelweg zwischen natürlicher Heilung und synthetischem Ersatz könnte nun die von Yumeng Xue von der University of California in Los Angeles und seinen Kollegen entwickelte Methode bieten. Sie haben nach Wegen gesucht, um Stammzellen zur besseren Reparatur der durchtrennten Sehne zu bringen. Dafür entwickelten sie ein spezielles Gerüst, das den Zellen bei ihrem Wachstum gewissermaßen den richtigen Weg weist und gleichzeitig dem Sehnenersatz mehr Stabilität verleiht.
Die Kombination machts Kernelement des neuartigen Zellgerüsts ist Fibroin – das Faserprotein der Seide. Diese von der Seidenraupe Bombyx mori erzeugte Nanofaser ist nicht nur bioverträglich und sehr haltbar, sie besitzt auch eine Zugfestigkeit, die mit der einer Sehne vergleichbar ist. Das Problem jedoch: Das Fibroin bietet Zellen kaum Anhaftungsmöglichkeiten. Allein ist es daher als Gerüst für eine Gewebezucht ungeeignet.
Deshalb haben Xue und sein Team das Seidenfibroin mit dem Hydrogel Gelatin-Methacryloyl (GelMA) kombiniert. Dieses wasserhaltige Hydrogel bietet den Stammzellen eine gute Wachstumsumgebung und vermittelt gewissermaßen zwischen Zellen und Fibroinfasern. „Die synergistische Wirkung des für die Gewebezucht günstigen Hydrogels mit den strukturellen Vorteilen des Seidenfibroins machen unser Verbundmaterial gut geeignet für die Sehnenreparatur“, sagt Xues Kollege HanJun Kim.
Schneller und stabiler „Flicken“ Erste Tests lieferten bereits positive Ergebnisse: Stammzellen wuchsen auf den Dünnschichten aus Fibroin und Hydrogel schneller und bildeten feste Verbindungen zum Gerüst. Wurden zerrissene Sehnenenden im Labor mit dem Kombigerüst verbunden und mit Stammzellen versetzt, wuchs das Ersatzgewebe schnell ein und die aus den Stammzellen differenzierten Zellen bildeten neues Sehnengewebe.