01. 09. 2026
Verfasst von: Cornelia Blume
Ein Blutgefäß aus dem 3D-Drucker wird lebendig
Verengte Blutgefäße wie bei der Atherosklerose können schwerwiegende Herz-Kreislauf-Erkrankungen auslösen. Ersatzgefäße können helfen, zum Beispiel als Stent oder Bypass. Doch insbesondere bei älteren Patientinnen und Patienten sind eigene Venen als Ersatz nicht in ausreichender Qualität verfügbar. Synthetische Implantate sind meist durch dauerhafte Gerinnungshemmung und Infektionen komplikationsträchtig. Die Leibniz Universität Hannover entwickelt daher bioartifizielle Gefäßprothesen, um die Behandlung nachhaltig zu verbessern.
Die Vision von 3D-gedruckten künstlichen Organen
Neuartige Materialien für Implantate, die mit patienteneigenen Zellen besiedelt werden, entwickelt die Arbeitsgruppe Biomedizintechnik für Diagnostik und Tissue Engineering am Institut für Technische Chemie. Eine innovative Prothese für Blutgefäße besteht aus dem biologisch abbaubaren Kunststoff Polycaprolacton (PCL) und gleicht der Struktur der menschlichen Arterie. Grundlage ist ein skalierbares, standardisierbares 3D-Druck-Verfahren mit präzise definierten Parametern. Das resultierende PCL-Rohr wird verdichtet und mit Fibrin beschichtet, wodurch es effizient mit Zellen besiedelt werden kann. „Auf diese Weise entsteht ein biohybrides Gefäß, mit dem sich Gefäßerkrankungen besser behandeln lassen“, sagt AG-Leiterin Prof. Dr. Cornelia Blume. Die Produktionsmethodik für das Gerüst (Scaffold) meldet die Leibniz Universität derzeit zum europäischen Patent an.
Neues Blutgefäß wächst heran, Gerüst baut sich ab
Die 3D-Gerüste lassen sich schnell herstellen und in wenigen Tagen zuverlässig mit menschlichen Gefäßinnenhautzellen (Endothel) aus dem Bioreaktor besiedeln. Diese Vorbesiedelung verbessert die frühe Funktionalität und reduziert Komplikationen durch Thrombosen. „Während sich im Körper neue Zellen aus dem Blut der Patienten an das Gerüst anlagern und Arteriengewebe nachbilden, baut sich die Prothese über Monate langsam ab“, erläutert Cornelia Blume den Heilungsprozess.
Ihr Team nutzt für die Zellbesiedlung der Gefäßimplantate einen selbst entwickelten pulsierenden Rotationsbioreaktor. In-vivo-Untersuchungen im Mausmodell zeigten eine geordnete Umbauphase (Remodeling) des Gewebes, ohne immunologische Abwehrreaktionen auszulösen. In-vitro-Degradationsstudien bestätigten die Stabilität des Gerüstmaterials. Langkettiges PCL ist im Vergleich zu anderen Polymeren widerstandsfähiger, während die Fibrinbeschichtung Zellwachstum und Zelladhäsion fördert.
Langzeituntersuchung zu Sicherheit und Stabilität
Zur weiteren Erprobung plant die Arbeitsgruppe eine Tierstudie im Schwein zur Testung der Blutungssicherheit, Thromboseprophylaxe und Langzeitstabilität über mehrere Monate. Diese Untersuchungen sind aus Forschungssicht essenziell, um den Weg für eine anschließende klinische Studie zum peripheren Bypass-Ersatz beim Menschen zu ebnen. Die erfolgt in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Mathias Wilhelmi am St. Bernward Klinikum Hildesheim und an der Medizinischen Hochschule Hannover. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert das Projekt.
Institut für Technische Chemie
NIFE – Niedersächsisches Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung
Institut für Technische Chemie
NIFE – Niedersächsisches Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung
30169 Hannover
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