Therapie schwerster Verbrennungen:  Haut aus dem Automaten

Ein vollautomatisiertes Verfahren soll die Herstellung von künstlichem
Gewebe verbessern: Haut, die im Labor hergestellt wird, können
Mediziner für Transplantationen nutzen. An diesem Gewebe lassen sich
auch Chemikalien ohne Tierversuche kostengünstig testen.

Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
Fraunhofer-Gesellschaft, Dr. Janine Drexler, 02.12.2008 09:30

Es gibt Patienten, die wünschen sich eine zweite Haut. Zum Beispiel,
weil die eigene bei einem schweren Unfall verbrannt ist. Aber die
Transplantation von Haut ist langwierig und bei großflächigen
Transplantationen sind oft mehrere Operationen notwendig. Schon lange
versuchen Mediziner deshalb, Gewebe künstlich zu züchten. Mit einer
solchen "künstlichen Haut" könnten sie diese Patienten schneller und
besser behandeln.

Gewebezüchtung, auf englisch Tissue Engineering, ist seit einigen
Jahren im Fokus der Forschung, und in vielen biotechnologischen Labors
werden Gewebe wie Knorpel oder Haut bereits gezüchtet. Die Forscher am
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in
Stuttgart wollen aber noch einen Schritt weiter gehen. Sie arbeiten an
der vollautomatisierten Herstellung von Geweben. "Bisher ist die
Züchtung, etwa von Hauttransplantaten, sehr teuer", sagt Prof. Heike
Mertsching, Abteilungsleiterin am IGB. "Die meisten Schritte werden
von Menschenhand durchgeführt, das macht das Verfahren nicht besonders
effektiv." Zusammen mit Kollegen aus den Fraunhofer-Instituten für
Produktionstechnologie IPT, Produktionstechnik und Automatisierung IPA
sowie Zelltherapie und Immunologie IZI haben die Forscher deshalb ein
neuartiges Verfahrenskonzept entwickelt.

Zunächst wird eine Biopsie - also eine menschliche Gewebeprobe - auf
Sterilität überprüft. Ein Greiferarm transportiert die Biopsie dann in
die Anlage, in der die einzelnen Schritte ablaufen: Der Automat
schneidet die Biopsie klein, isoliert die unterschiedlichen Zelltypen,
regt sie zum Wachsen an und mischt die Hautzellen mit Kollagen. Mit
Hilfe einer speziellen Gelmatrix entsteht dabei ein dreidimensionaler
Aufbau der verschiedenen Hautschichten - die Haut ist fertig. Im
letzten Schritt verpackt der Automat die Zellen für den Versand.
Alternativ kann das Gewebe auch kryokonserviert, das heißt eingefroren
und für spätere Zwecke gelagert werden. "Wichtig war uns, dass der
gesamte maschinelle Ablauf in einzelne Module unterteilt ist", sagt
Mertsching. "So können wir einzelne Module entsprechend den
Anforderungen zur Herstellung unterschiedlicher Gewebe austauschen
oder verändern." Das Verfahren eröffnet den Medizinern jede Menge
neuer Möglichkeiten. Sie wollen damit beispielsweise Darmgewebe für
Resorptionstests herstellen.

Querschnitt durch künstliche Haut (links) im Vergleich zum Querschnitt durch menschliche Haut (rechts). Die künstliche Haut ist ebenso wie die natürliche aus drei Schichten aufgebaut.

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