Bei schweren Unfällen, bei denen es zu Verbrennungen kommt, oder bei der Entfernung von Tumoren, sind Patienten nicht selten auf neue Haut angewiesen. Neben einer Transplantation kann dabei auch auf eine künstlich kultivierte Haut zurückgegriffen werden. Bisher waren Forscher in der Lage, die oberen Schichten (Dermis und Epidermis) mit einer Dicke von bis zu 200 Mikrometer außerhalb des Körpers auszubilden. Die Herstellung der Subcutis ist jedoch nicht möglich, da sie Blutgefäße zur Versorgung benötigt.
Um dieses Problem zu lösen, hat ein interdisziplinäres Forscherteam unter der Führung des Fraunhofer Instituts für Lasertechnik ILT ein 3D-Druckverfahren entwickelt. Damit können auch künstliche verzweigte Blutgefäße hergestellt werden. „Eine der größten Herausforderungen im Projekt ArtiVasc 3D war es, das richtige Material für die Herstellung der künstlichen Blutgefäße zu entwickeln“, heißt es von Seiten der Wissenschaftler.“ Die richtigen mechanischen Eigenschaften und volle Biokompatibilität sowie die Prozessierbarkeit seien Grundvoraussetzungen für den Einsatz im menschlichen Körper. Denn die künstlichen Gefäße müssen von Endothelzellen und Pericyten (Zellen, die der Außenwand von Kapillaren anliegen) besiedelt werden können.
Dies wurde durch eine Kombination der Freiform-Verfahren Inkjet-Printing und Stereo Lithographie möglich. Mit diesem Kombi-Verfahren sei es den Wissenschaftlern gelungen, eine sehr feine Auflösung zum Aufbau verzweigter, poröser Blutgefäße mit Schichtdicken von etwa 20 Mikrometer zu erreichen. „Die Verwendung des im Projekt entwickelten akrylatbasierten synthetischen Polymers ermöglicht den Aufbau dieser optimierten Gefäße mit einem Porendurchmesser der Größenordnung von hundert Mikrometern.“ So können die Wissenschaftler erstmals unter Rahmenbedingungen arbeiten, unter denen kontrolliert verzweigte und biokompatible Gefäße in dieser Dimension hergestellt werden können.
Zusätzlich dazu ist es den Forschern gelungen, Fettgewebe in einem neuartigen Bioreaktor zu züchten. Damit und mit den künstlichen Blutgefäßen ist die Herstellung eines Vollhautmodells mit einer Dicke von bis zu 12 Millimetern möglich. Darüber hinaus könnten die Fortschritte im Bereich der Blutgefäße auch zukünftig für den Aufbau ganzer Organe genutzt werden.
