Wie man menschliches Gewebe 3D druckt - Taneka Jones
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0:07 - 0:12Hundertausende Patienten sind
zurzeit auf Transplantationslisten -
0:12 - 0:16und warten auf lebenswichtige Organe,
wie Nieren, Herzen und Lebern, -
0:16 - 0:18die lebensrettend sein könnten.
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0:18 - 0:22Leider gibt es nicht annähernd
genügend Spenderorgane, -
0:22 - 0:24um die Nachfrage zu bedienen.
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0:24 - 0:27Was wäre, wenn wir
anstatt warten zu müssen, -
0:27 - 0:31ganz neue, maßgeschneiderte Organe
aus dem Nichts herstellen können? -
0:31 - 0:34Diese Idee, verbirgt sich
hinter dem "Biodruck". -
0:34 - 0:38ein Gebiet in der regenerativen Medizin,
das sich momentan weiterentickelt. -
0:38 - 0:41Wir können zwar noch keine
komplexen Organe drucken, -
0:41 - 0:45aber einfachere Gewebe,
wie Adern und andere Gefäße, -
0:45 - 0:48die für den Austausch von Nähr-
und Abfallstoffen von Bedeutung sind, -
0:48 - 0:50sind bereits in unserer Reichweite.
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0:50 - 0:54Der Biodruck ist ein biologischer
Verwandter des 3-D Drucks; -
0:54 - 0:58einer Methode bei der Materialien in
Schichten aufeinander aufgetragen werden, -
0:58 - 1:02um ein dreidimensionales Objekt
Schicht-für-Schicht herzustellen. -
1:02 - 1:05Anstatt von Metall, Plastik oder Keramik
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1:05 - 1:10verwendet ein 3-D Drucker
für Organe Bio-Tinte: -
1:10 - 1:14ein druckbares Material,
das aus lebenden Zellen besteht. -
1:14 - 1:19Zumeist bestehen Bio-Tinten aus wasser-
reichen Molekülen, genannt Hydrogel. -
1:19 - 1:22In dieses sind Millionen
lebender Zellen gemischt, -
1:22 - 1:27zusammen mit anderen, wachstums- und
zellkommunikationsfördernden Chemikalien. -
1:27 - 1:30Einige Bio-Tinten enthalten
nur eine einzige Zellart -
1:30 - 1:35andere enthalten mehrere Zellarten,
um komplexe Strukturen zu formen. -
1:35 - 1:38Stell dir vor, du willst einen
Meniskus drucken; -
1:38 - 1:40ein Stück Knorpel für das Knie,
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1:40 - 1:44das das Aneinenderreiben von Schienbein
und Oberschenkelknochen verhindert. -
1:44 - 1:47Der Meniskus besteht aus Chondrozyten,
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1:47 - 1:51eine Zellart, die ausreichend
in der Bio-Tinte vorhanden sein muss. -
1:51 - 1:55Die Zellen können gespendet werden und
werden anschließend im Labor reproduziert. -
1:55 - 1:58Sie können aber auch vom
Gewebe des Patienten stammen; -
1:58 - 2:03um einen individuellen Meniskus mit
einem geringeren Abstoßrisiko herzustellen -
2:03 - 2:05Es gibt verschiedene Drucktechniken,
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2:05 - 2:09mit der Extrusionstechnik als am
häufigsten verwendete Biodrucktechnik. -
2:09 - 2:13Bei dieser Technik wird eine Druckkammer
mit Bio-Tinte beladen, -
2:13 - 2:17die durch eine am Druckkopf befestigte
runde Düse gepresst wird. -
2:17 - 2:24Die Düse hat selten einen Durchmesser
von mehr als 400 µm -
2:24 - 2:26und erzeugt ein kontinuierliches Filament,
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2:26 - 2:29von einer ungefähren Dicke
eines menschlichen Fingernagels. -
2:29 - 2:33Ein Computerbild oder eine Computerdatei
kontrolliert die Anordnung der Filamente -
2:33 - 2:37entweder auf einer ebenen Oberfläche
oder in einer Flüssigkeit, -
2:37 - 2:41die die Struktur erhält,
bis sie sich stabilisiert. -
2:41 - 2:45Diese Drucker sind effizient und stellen
einen Meniskus innerhalb von 30 min her; -
2:45 - 2:48mit einem Filament nach dem anderen.
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2:48 - 2:52Nach dem Drucken verhärten
einige Bio-Tinten sofort; -
2:52 - 2:56andere benötigen UV-Licht oder zusätzliche
chemikalische oder physikalische Prozesse, -
2:56 - 2:58um die Struktur zu stabilisieren.
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2:58 - 3:00Wenn der Biodruck erfolgreich ist,
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3:00 - 3:03beginnen sich die Zellen im
künstlich hergestellten Gewebe, -
3:03 - 3:05genauso zu verhalten,
wie in einem echten Gewebe: -
3:05 - 3:10Sie kommunizieren miteinander,
tauschen Nährstoffe aus und teilen sich. -
3:10 - 3:14Wir können bereits einfache
Strukturen wie Menisken drucken. -
3:14 - 3:18Es wurden auch bereits biogedruckte
Blasen erfolgreich implantiert, -
3:18 - 3:23und gedrucktes Gewebe unterstützte
die Heilung von Gesichtsnerven in Ratten. -
3:23 - 3:27Wissenschaftler haben Lungengewebe,
Haut und Knorpel hergestellt -
3:27 - 3:33sowie verkleinerte, teil-funktionsfähige
Modelle von Nieren, Lebern und Herzen. -
3:33 - 3:37Trotzdem bleibt die Nachahmung der
komplexen biochemischen Umgebungen -
3:37 - 3:40der Hauptorgane eine Herausforderung.
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3:40 - 3:46Die Extrusionstechnik kann einen Anteil
an Zellen in der Bio-Tinte zerstören, -
3:46 - 3:51falls die Düse zu klein
oder der Druck zu hoch ist. -
3:51 - 3:53Eine der gewaltigsten
Herausforderungen ist es, -
3:53 - 3:56alle Zellen in einem lebensgroßen Organ
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3:56 - 3:59mit Sauerstoff und
Nährstoffen zu versorgen. -
3:59 - 4:04Daher sind bis jetzt flache oder
hohle Strukturen am erfolgreichsten — -
4:04 - 4:07und deshalb beschäftigen sich
Wissenschaftler jetzt damit, -
4:07 - 4:11wie Blutgefäße in die biogedruckten
Strukturen eingebettet werden können. -
4:11 - 4:14Der Biodruck hat ein gewaltiges Potential,
das Leben retten kann -
4:14 - 4:16und uns hilft zu verstehen,
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4:16 - 4:19wie die Organe überhaupt funktionieren.
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4:19 - 4:23Die Technologie eröffnet auch
andere ungeahnte Möglichkeiten, -
4:23 - 4:27wie den Biodruck von Geweben
mit integrierter Elektronik. -
4:27 - 4:30Könnten wir eines Tages Organe herstellen,
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4:30 - 4:32die den menschlichen
Fähigkeiten überliegen -
4:32 - 4:36oder unsere Fähigkeiten verbessern,
wie z.B. nicht brennbare Haut? -
4:36 - 4:39Wie lange wird menschliches Leben
verlängert werden können -
4:39 - 4:42mit gedruckten und erneuerten Organen?
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4:42 - 4:47Wer -- und was genau -- wird Zugriff
auf diese Technologie -
4:47 - 4:51und ihre unfassbare Leistung haben?
- Title:
- Wie man menschliches Gewebe 3D druckt - Taneka Jones
- Speaker:
- Taneka Jones
- Description:
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Vollständige Version anschauen: https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones
Hundertausende Patienten sind zurzeit auf Transplantationslisten und warten auf lebenswichtige Organe, wie Nieren, Herzen und Lebern, die lebensrettend sein könnten. Leider gibt es nicht annähernd genügend Spenderorgane, um die Nachfrage zu bedienen. Was wäre, wenn wir anstatt warten zu müssen, ganz neue, maßgeschneiderte Organe aus dem Nichts herstellen könnten?
Lektion von Taneka Jones, Hype CG führte Regie.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:52
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