Was sind bioartifizielle Organe?
Bioartifizielle Organe sind aus biologischem Material hergestellte Ersatzkörperteile. Traditionelle künstliche Organe sind in der Regel mechanisch und bestehen aus synthetischen Verbindungen wie Kunststoff und Metalllegierungen. Im Gegensatz dazu werden bioartifizielle Organe aus lebenden Zellen hergestellt und in einem Labor gezüchtet. Diese Arten von Ersatzorganen haben viele Vorteile und können dazu beitragen, die Abhängigkeit von menschlichen Organspendern zu verringern.
Jedes Jahr können Patienten sterben, während sie auf eine Organtransplantation warten. Organe wie Leber, Niere und Lunge sind bei Patienten mit schweren Erkrankungen häufig sehr gefragt. In der Vergangenheit war die Anzahl der verfügbaren Organspender nicht ausreichend, um die Bedürfnisse jedes Patienten zu befriedigen. Damit eine traditionelle Organtransplantation erfolgreich ist, müssen Spender und Patient biologisch eng zusammenpassen. Selbst wenn ein Ersatzorgan verfügbar ist, kann das Immunsystem des Empfängers die Transplantation ablehnen.
Künstliche Organe wurden entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Künstliche Organe wie Nieren werden seit der Mitte des 20. Jahrhunderts hergestellt. Ein normales künstliches Organ besteht jedoch aus nicht biologischen Materialien. Wie bei transplantierten Organen neigt ein mechanischer künstlicher Körperteil dazu, vom Immunsystem abgestoßen zu werden. In vielen Fällen muss ein künstliches Organ entfernt werden, da es vom Körper als "unnatürlich" behandelt wird.
Ein bioartifizielles Organ hat einen einzigartigen Ansatz, um diese Einschränkungen zu umgehen. Diese Arten von Organen werden buchstäblich in einem Labor "gezüchtet". Um ein bioartifizielles Organ herzustellen, verwenden Mediziner eine Probe der eigenen Zellen eines Patienten. Diese extrahierten Zellen werden im Labor stimuliert und vermehren sich schnell. Ein Behälter oder "Gerüst" wird verwendet, um die Zellen in die gewünschte Anordnung zu führen, wenn sie sich reproduzieren.
Verschiedene Zelltypen können geschichtet werden, um komplexe bioartifizielle Organe zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Schicht von Muskelzellen auf der Außenseite des Körperteils angeordnet werden, um ein festes Äußeres bereitzustellen. Diese Schichten lebender Zellen können von einem Laborgerät, das einem Tintenstrahldrucker ähnelt, sorgfältig positioniert werden. Dieses Gerät kann so programmiert werden, dass Zellen in einem voreingestellten Muster dispergiert werden und ein Organ von unten nach oben konstruiert werden kann.
Das Vorhandensein von patienteneigenen Zellen in einem bioartifiziellen Organ verringert die Wahrscheinlichkeit, dass der Körperteil abgestoßen wird. Diese Art von Organ ist vollständig organisch und enthält keine künstlichen Materialien wie Kunststoffe. Wiederum erhöht diese Funktion die Wahrscheinlichkeit, dass ein Organ akzeptiert wird, dramatisch und ermöglicht es, bei Bedarf nahezu unbegrenzt viele Organe anzulegen.