Gewebe und Technik verschmelzen beim gedruckten Superohr
Zellen eines Kalbes, Hydrogel und Silber-Nanopartikel: Das sind grob die „Zutaten“ aus denen amerikanische Forscher ein bionisches Ohr entwickelt haben, das sich ausdrucken lässt. Schön ist es nicht, aber es hört gut. Sogar erheblich besser als das menschliche Ohr.
Aus dem 3-D-Drucker: Das bionische Ohr ist mit einer Antenne ausgestattet.
Foto: Princeton University
Bewusst hat das Team um Manu Mannoor von der Princeton University (New Jersey) ein kypernetisches Ohr erzeugt, das sich von seinem natürlichen Vorbild unterscheidet. Sonst wäre wohl kaum eine Antenne ins Ohr eingebaut worden, die Radiowellen aufnehmen kann und sogar Frequenzen erkennt, die weit außerhalb des menschlichen Wahrnehmungsvermögens liegen.
Mit der Fertigung des bionischen Ohres wollten die Wissenschaftler hauptsächlich untersuchen, ob die Verschmelzung von Gewebe und Technik tatsächlich funktioniert. Ein Organ gleichzeitig mit dem elektronischen Material im 3-D-Drucker wachsen zu lassen, ist nach Angaben der Forscher ein neuer Ansatz, um die Probleme zu überwinden. Die eingesetzten Materialien sind sehr verschieden: Elektronische Bauteile bestehen aus Halbleitern und Metallen und sind eher trocken und hart. Nachgiebig und weich sind hingegen die biologischen Strukturen aus organischen Molekülen und Wasser.
Gewöhnlichen 3-D-Drucker benutzt
Für den Bau des bionischen Ohrs nutzten die Amerikaner einen gewöhnlichen 3-D-Drucker, der ein Gerüst aus Hydrogel und Zellen erstellte, die sich später zu Knorpel entwickeln. Gleichzeitig fügten die Forscher Nanoparatikel aus Silber hinzu. Daraus wurden zwei Kabel für die Antenne im künstlichen Ohr gebildet. Diese können mit Elektroden verbunden werden, die theoretisch Informationen an Nervenzellen weiterleiten können.
Normal hörenden Menschen mag das Superohr überflüssig erscheinen. Doch verliert der Mensch sein natürliches Hörvermögen nach und nach oder am Ende vollständig, könnte ihm das Superohr das Leben erleichtern. Noch wurde es nicht am Patienten getestet. Zunächst müssten noch einige Forschungsreihen durchgeführt werden, erklärte Dr. Michael McAlpine von der Princeton Universität.
Körperteile aus dem Drucker schon in drei Jahren
Forscher der australischen University of Wollongong (UOW) und des St Vincent’s Hospital in Melbourne gehen weiter. Sie wollen bereits in drei Jahren Körperteile auf Basis körpereigener Zellen drucken. „Wir denken, dass es innerhalb einiger Jahre möglich sein wird, lebendes Gewebe wie Haut, Knorpel, Arterien und Herzklappen aus Zellen und Biomaterialien zu fertigen“, so Gordon Wallace. Der Leiter des Intelligent Polymer Research Institute an der UOW betont: „Es ist schon jetzt möglich, aus biokompatiblen Kunststoffen und Metallen patientenspezifische Implantate herzustellen.“ Bis 2025 können die australischen Forscher laut Wallace komplette funktionierende Organe fertigen, die individuell auf den Patienten zugeschnitten sind. Kleinere Teile wie Herzklappen aus lebendem Gewebe, die auf Basis körpereigener Zellen des Patienten gefertigt werden, soll es schon vorher geben. Der Patient hätte dann kein Problem mehr mit der Immunabstoßung – und müsste auch nicht auf einen Spender warten.
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