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Additive Fertigung Hornhaut-Implantat aus dem 3D-Drucker

Quelle: Empa 1 min Lesedauer

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EMPA Eidgenössische Material- Prüfungs-und Forschungsanstalt
Franke GmbH
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Bechtle PLM Deutschland GmbH

Empa-Forschende haben ein transparentes, bioverträgliches Hornhaut-Implantat aus dem 3D-Drucker entwickelt, das bei Gewebeschäden am Auge helfen kann. Damit können Defekte nahtlos und dauerhaft behoben werden.

Empa-Forscherin Hien Le arbeitet an einer künstlichen Hornhaut aus Hydrogel für Menschen mit Sehbeeinträchtigung. (Bild: Empa)
Empa-Forscherin Hien Le arbeitet an einer künstlichen Hornhaut aus Hydrogel für Menschen mit Sehbeeinträchtigung.
(Bild: Empa)

Wie eine Fensterscheibe liegt die Kornea, die transparente Hornhaut, als äußerste Gewebeschicht schützend vor unseren Augen. Ist dieses 500 bis 600 Mikrometer dünne Gewebe durch Infektionen, Verletzungen oder Fehlbildungen geschädigt, treten Sichteinschränkungen bis hin zur Blindheit auf. Weltweit sind Millionen von Menschen von Hornhautschäden betroffen, aber nur etwa 100.000 von ihnen pro Jahr kann mit einer operativen Hornhauttransplantation geholfen werden. Der Grund: Der Bedarf an Gewebespenden ist deutlich höher als dessen Verfügbarkeit.

Ein Team aus Forschenden der Empa, der Universität Zürich, dem Tierspital Zürich und der Radboud Universität in den Niederlanden haben daher ein selbstklebendes Implantat entwickelt, das nicht auf Gewebespenden angewiesen ist und zudem keine Abstossungsreaktion hervorruft. „Die Basis für das Implantat ist ein bioverträgliches Hydrogel aus Kollagen und Hyaluronsäure“, sagt Markus Rottmar vom Biointerfaces-Labor der Empa in St. Gallen.

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Künstliche Hornhaut unterstützt Heilung

Darüber hinaus versehen die Forschenden das transparente Implantat mit Zusatzstoffen, die eine optimale biomechanische Stabilität ermöglichen. Die künstliche Hornhaut soll zudem mittels 3D-Druck hergestellt werden. „Das 3D-Extrusions-Bioprinting erlaubt es, das Implantat maßgeschneidert auf die individuelle Hornhautwölbung der Patienten zu fertigen“, so Rottmar.

In einem späteren Schritt werden die Forschenden das Hydrogel mit menschlichen Stammzellen aus dem Auge beladen, damit die künstliche Hornhaut die Geweberegeneration unterstützen kann. Und da das selbstklebende Transplantat ohne chirurgische Nähte auskommt, lassen sich auch längere Operationszeiten und postoperative Komplikationen wie Infektion, Narbenbildung oder Entzündungen vermeiden.

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