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Künstliche Organe: 3-D-Druck rettet das Leben von Kleinkindern

Der Luftröhrenkollaps ist eine lebensgefährliche Erkrankung von Babys und Kleinkindern. Mit Hilfe eines künstlichen Organs aus dem 3-D-Drucker steht nun Abhilfe bereit.
Luftröhrenstabilisator

Manche Kinder kommen mit einer lebensbedrohlichen Instabilität ihrer Luftröhre auf die Welt: Das umgebende Knorpelgewebe ist so weich, dass es nicht stabilisierend wirkt. Als Folge dieses Tracheobronchomalazie genannten Zustands kollabiert die Luftröhre immer wieder und behindert die Atmung – was bis hin zu tödlichen Herzstillständen führen kann. Klassische Behandlungsmethoden verhinderten bislang nicht immer fatale Folgen, weshalb Robert Morrison von der University of Michigan in Ann Arbor und seine Kollegen einen völlig neuen Ansatz ausprobierten. Sie pflanzten drei schwer betroffenen männlichen Babys ein im 3-D-Drucker erzeugtes Implantat ein, um die Luftröhre zu stabilisieren – mit großem Erfolg: Alle drei Kinder müssen nicht mehr künstlich beatmet werden und konnten sogar die Intensivstation verlassen und mit ihren Eltern nach Hause gehen.

Die Wissenschaftler vermaßen im ersten Schritt die Luftröhre der Kleinkinder in einem Computertomografen, um deren genaue Größe und Form zu erfassen. Die Aufnahmen speisten sie anschließend in ein Computermodell ein, mit dem sie hohle, röhrenförmige Kunststoffschienen entwickelten, die der 3-D-Drucker schließlich mit einem Laser aus dem Rohmaterial zusammenschweißte. Die produzierten Schienen sind flexibel, damit sie widerstandslos den Bewegungen der Atemwege folgen können, und zudem dehnungsfähig: Damit ist gewährleistet, dass sie mit den Kindern und ihren Organen wachsen. Als Ausgangsprodukt verwendeten Morrison und Co einen biologisch abbaubaren Kunststoff namens Polycaprolacton, der sich innerhalb von drei bis vier Jahren durch den Kontakt mit Körperflüssigkeiten auflöst – nach dieser Zeit sollte sich das Gewebe der Kinder so weit stabilisiert haben, dass die Atemaussetzer nicht mehr auftreten.

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