4D-gedruckte Haut: Poietis führt weltweit erste klinische Studie durch

Darüber, dass die Europäische Weltraumorganisation seit Jahren an 3D-Bio-Druckverfahren arbeitet, um Astronauten bei Weltraummissionen möglichst optimal auszustatten, haben wir bereits berichtet. Doch nun wurde vom Start-Up Poietis bekanntgegeben, dass dieses in Zusammenarbeit mit der Assistance Publique – Hôpitaux de Marseille im Rahmen einer zweijährigen klinischen Studie erstmals bio-gedruckte Haut testet. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit soll in dem südfranzösischen Krankenhaus die weltweit erste Implantation 4D-gedruckter Haut bei Patienten erfolgen.

Zielsetzung dieser Zusammenarbeit ist die Entwicklung eines funktionellen, menschlichen Gewebes, das bei vielfältigen Bereich wie beispielsweise Verbrennungen oder in der Onkologie Anwendung finden kann. Bisher wird in solchen Fällen auf die Transplantation patienteneigenes Gewebes zurückgegriffen, was neben Narben und Schmerzen eine lange Heilungsdauer als Konsequenz mit sich führt. Mittels Bio-Druck sollen dem Patienten nur einige Zellen entnommen werden und die gedruckte Haut anschließend unter Berücksichtigung von EU-Vorgaben dem Patienten eingesetzt werden.

Der Druck unterliegt speziellen Vorgaben (Bildnachweis: Poietis)

Poietis Druckvorgehen

Das 2014 in Bordeaux gegründete Unternehmen Poietis ist bereits seit 5 Jahren im Bereich des Biodrucks aktiv und hat bereits zahlreiche Auszeichnungen erhalten. In Anlehnung an das altgriechische ποιέω, der Umsetzung von Ideen in die Wirklichkeit, hat Poietis unteranderem im Rahmen einer Kooperation mit L’Oréal einen Ansatz zur Hauttransplantation durch 3D-Druck entwickelt. Bei der neusten Kooperation mit der BASF Ludwigshafen handelt es sich um die sogenannte Poiskin®. Auf diese ist der Geschäftsführer und Gründer Dr. Fabien Guillemot besonders stolz: „Wir sind stolz darauf, dass Poietis das erste Unternehmen ist, das einen organischen, biologisch bedruckten Gewebe um Verkauf anbietet. Dies ist der Höhepunkt von mehreren Jahren Forschung und Entwicklung unserer Teams und ein großer Schritt vorwärts in der Weiterentwicklung von Bio-Drucktechnologien“.

Beim Bioprinting der Haut werden Fibroblasten, Bindegewebszellen, und das Protein Kollagen geschichtet, um ein 3D-Zellmuster zu erzeugen. So entsteht ein Muster, welches im Hinblick auf dessen Anzahl und Abstand der verschiedenen Zellen optimiert wurde und so eine kontrollierte Zellverteilung in der Dermis (auch Lederhaut genannt), ermöglichen soll. Im Anschluss daran erfolgt das Drucken von Keratinozyten, hornbildende Zellen, auf die Oberfläche der Dermis. Dabei wird auf Biolaserdruck zurückgegriffen, da dieser eine höhere Auflösung und somit komplexere und zugleich präzisere Strukturen als der Druck per Extrusion liefert. „Im Vergleich zu anderen Bio-Druckverfahren bietet die Lasertechnologie eine bessere Auflösung für die 3D-Zellstrukturierung. Die Partnerschaft mit Poietis ermöglicht es der BASF, ihren strategischen Vorteil durch ein besseres Verständnis der Hautmechanismen zu sichern, das die Entwicklung und Bewertung von anspruchsvollen kosmetischen Bioaktivstoffen für die Hautpflege unterstützt„, erklärt Dr. Sébastien Cadau, Leiter der Tissue-Engineering-Entwicklung der BASF.

Weshalb 4D-Druck?

Für den Druck der Haut wurde die neue Software Cytocentric CAD entwickelt, die speziell auf die Herausforderung, körpereigenes Gewebe nachzuahmen, ausgelegt ist. Damit ist es möglich, über die bisherige Methodik des Tissue Engineering hinaus zu gehen. Es handelt sich hierbei um 4D-Druck, da Gewebebestandteile präzise im Raum angeordnet werden und zudem dem Einwirken von Selbstorgansationsprozessen der Zellen unterliegen. Durch die Berücksichtigung solcher selbst ablaufender Prozesse ist es möglich, hochkomplexe Gewebestrukturen zu schaffen, die denen des menschlichen Körpers sehr nahe kommen. Der Prozess bis zur fertige Haut mit Poietis „Next Generation Bioprinting“-Drucker dauert bisher 15 Tage, soll aber in Zukunft verkürzt werden.

Im folgenden Video erfahren Sie mehr über die Besonderkeiten des von Poietis angewandten 4D-Druckverfahren:

Großer Markt für 4D-gedruckte Haut

Seit der Kommerzialisierung im Jahr 2018 verfolgt Poietis „das Ziel, in jedem Krankenhaus einen Bio-Drucker zu platzieren, um die Herstellung von personalisierten Geweben zu ermöglichen und die Wartezeit von Patienten, die auf eine Transplantation warten, zu verbessern“, so Dr. Fabien Guillemot, Gründer von Poietis. Tatsächlich ist der Markt für bio-gedruckte Haut groß: So wird der Markt laut BBC Research von 24,7 Milliarden Dollar im Jahr 2018 auf 109,9 Milliarden Dollar 2023 steigen.“Der erfolgreiche Abschluss dieses Projekts wird den Weg für wichtige Anwendungen des Bio-Drucks im medizinischen Bereich ebnen“, verkündet Guillemot. Poietis plant mit der entwickelten Technik in zwei Jahren alle Arten von Wundheilungen bei Patienten heilen zu können.

*Das Titelbild stammt von Poietis.

Weitere Informationen können Sie Poietis Website entnehmen.

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