1
00:00:07,045 --> 00:00:12,301
Hundertausende Patienten sind 
zurzeit auf Transplantationslisten

2
00:00:12,301 --> 00:00:16,436
und warten auf lebenswichtige Organe,
wie Nieren, Herzen und Lebern,

3
00:00:16,436 --> 00:00:18,449
die lebensrettend sein könnten.

4
00:00:18,449 --> 00:00:21,799
Leider gibt es nicht annähernd 
genügend Spenderorgane,

5
00:00:21,799 --> 00:00:24,339
um die Nachfrage zu bedienen.

6
00:00:24,339 --> 00:00:26,583
Was wäre, wenn wir 
anstatt warten zu müssen,

7
00:00:26,583 --> 00:00:31,123
ganz neue, maßgeschneiderte Organe
aus dem Nichts herstellen können?

8
00:00:31,123 --> 00:00:33,883
Diese Idee, verbirgt sich
hinter dem "Biodruck".

9
00:00:33,883 --> 00:00:38,063
ein Gebiet in der regenerativen Medizin,
das sich momentan weiterentickelt.

10
00:00:38,063 --> 00:00:41,273
Wir können zwar noch keine 
komplexen Organe drucken,

11
00:00:41,273 --> 00:00:44,563
aber einfachere Gewebe, 
wie Adern und andere Gefäße,

12
00:00:44,563 --> 00:00:47,953
die für den Austausch von Nähr- 
und Abfallstoffen von Bedeutung sind,

13
00:00:47,953 --> 00:00:49,683
sind bereits in unserer Reichweite.

14
00:00:49,683 --> 00:00:53,743
Der Biodruck ist ein biologischer 
Verwandter des 3-D Drucks;

15
00:00:53,743 --> 00:00:57,799
einer Methode bei der Materialien in 
Schichten aufeinander aufgetragen werden,

16
00:00:57,799 --> 00:01:01,989
um ein dreidimensionales Objekt 
Schicht-für-Schicht herzustellen.

17
00:01:01,991 --> 00:01:05,191
Anstatt von Metall, Plastik oder Keramik

18
00:01:05,191 --> 00:01:09,751
verwendet ein 3-D Drucker 
für Organe Bio-Tinte:

19
00:01:09,751 --> 00:01:13,622
ein druckbares Material, 
das aus lebenden Zellen besteht.

20
00:01:13,622 --> 00:01:18,892
Zumeist bestehen Bio-Tinten aus wasser-
reichen Molekülen, genannt Hydrogel.

21
00:01:18,892 --> 00:01:21,839
In dieses sind Millionen 
lebender Zellen gemischt,

22
00:01:21,839 --> 00:01:26,679
zusammen mit anderen, wachstums- und 
zellkommunikationsfördernden Chemikalien.

23
00:01:26,679 --> 00:01:29,846
Einige Bio-Tinten enthalten 
nur eine einzige Zellart

24
00:01:29,846 --> 00:01:35,366
andere enthalten mehrere Zellarten, 
um komplexe Strukturen zu formen.

25
00:01:35,366 --> 00:01:38,370
Stell dir vor, du willst einen 
Meniskus drucken;

26
00:01:38,370 --> 00:01:40,210
ein Stück Knorpel für das Knie,

27
00:01:40,210 --> 00:01:44,040
das das Aneinenderreiben von Schienbein
und Oberschenkelknochen verhindert.

28
00:01:44,040 --> 00:01:46,820
Der Meniskus besteht aus Chondrozyten,

29
00:01:46,820 --> 00:01:50,520
eine Zellart, die ausreichend 
in der Bio-Tinte vorhanden sein muss.

30
00:01:50,520 --> 00:01:55,320
Die Zellen können gespendet werden und 
werden anschließend im Labor reproduziert.

31
00:01:55,320 --> 00:01:58,339
Sie können aber auch vom 
Gewebe des Patienten stammen;

32
00:01:58,339 --> 00:02:03,489
um einen individuellen Meniskus mit 
einem geringeren Abstoßrisiko herzustellen

33
00:02:03,489 --> 00:02:05,416
Es gibt verschiedene Drucktechniken,

34
00:02:05,416 --> 00:02:09,476
mit der Extrusionstechnik als am 
häufigsten verwendete Biodrucktechnik.

35
00:02:09,476 --> 00:02:13,096
Bei dieser Technik wird eine Druckkammer
mit Bio-Tinte beladen,

36
00:02:13,096 --> 00:02:17,426
die durch eine am Druckkopf befestigte 
runde Düse gepresst wird.

37
00:02:17,426 --> 00:02:23,526
Die Düse hat selten einen Durchmesser
von mehr als 400 µm

38
00:02:23,526 --> 00:02:26,123
und erzeugt ein kontinuierliches Filament,

39
00:02:26,123 --> 00:02:29,173
von einer ungefähren Dicke 
eines menschlichen Fingernagels.

40
00:02:29,173 --> 00:02:33,433
Ein Computerbild oder eine Computerdatei 
kontrolliert die Anordnung der Filamente

41
00:02:33,433 --> 00:02:36,853
entweder auf einer ebenen Oberfläche 
oder in einer Flüssigkeit,

42
00:02:36,853 --> 00:02:40,743
die die Struktur erhält, 
bis sie sich stabilisiert.

43
00:02:40,743 --> 00:02:45,133
Diese Drucker sind effizient und stellen 
einen Meniskus innerhalb von 30 min her;

44
00:02:45,133 --> 00:02:47,843
mit einem Filament nach dem anderen.

45
00:02:47,843 --> 00:02:51,533
Nach dem Drucken verhärten 
einige Bio-Tinten sofort;

46
00:02:51,533 --> 00:02:55,723
andere benötigen UV-Licht oder zusätzliche
chemikalische oder physikalische Prozesse,

47
00:02:55,723 --> 00:02:57,592
um die Struktur zu stabilisieren.

48
00:02:57,592 --> 00:02:59,862
Wenn der Biodruck erfolgreich ist,

49
00:02:59,862 --> 00:03:02,912
beginnen sich die Zellen im 
künstlich hergestellten Gewebe,

50
00:03:02,912 --> 00:03:05,422
genauso zu verhalten, 
wie in einem echten Gewebe:

51
00:03:05,422 --> 00:03:10,032
Sie kommunizieren miteinander,
tauschen Nährstoffe aus und teilen sich.

52
00:03:10,032 --> 00:03:13,912
Wir können bereits einfache 
Strukturen wie Menisken drucken.

53
00:03:13,912 --> 00:03:17,561
Es wurden auch bereits biogedruckte 
Blasen erfolgreich implantiert,

54
00:03:17,561 --> 00:03:23,091
und gedrucktes Gewebe unterstützte 
die Heilung von Gesichtsnerven in Ratten.

55
00:03:23,091 --> 00:03:26,942
Wissenschaftler haben Lungengewebe, 
Haut und Knorpel hergestellt

56
00:03:26,942 --> 00:03:32,952
sowie verkleinerte, teil-funktionsfähige 
Modelle von Nieren, Lebern und Herzen.

57
00:03:33,344 --> 00:03:37,234
Trotzdem bleibt die Nachahmung der
komplexen biochemischen Umgebungen

58
00:03:37,234 --> 00:03:39,954
der Hauptorgane eine Herausforderung.

59
00:03:39,954 --> 00:03:45,904
Die Extrusionstechnik kann einen Anteil
an Zellen in der Bio-Tinte zerstören,

60
00:03:45,904 --> 00:03:50,583
falls die Düse zu klein 
oder der Druck zu hoch ist.

61
00:03:50,603 --> 00:03:52,863
Eine der gewaltigsten 
Herausforderungen ist es,

62
00:03:52,863 --> 00:03:55,893
alle Zellen in einem lebensgroßen Organ 


63
00:03:55,893 --> 00:03:58,703
mit Sauerstoff und 
Nährstoffen zu versorgen.

64
00:03:58,703 --> 00:04:04,370
Daher sind bis jetzt flache oder 
hohle Strukturen am erfolgreichsten —

65
00:04:04,370 --> 00:04:07,410
und deshalb beschäftigen sich 
Wissenschaftler jetzt damit,

66
00:04:07,410 --> 00:04:11,320
wie Blutgefäße in die biogedruckten 
Strukturen eingebettet werden können.

67
00:04:11,320 --> 00:04:14,478
Der Biodruck hat ein gewaltiges Potential,
das Leben retten kann

68
00:04:14,478 --> 00:04:16,178
und uns hilft zu verstehen,

69
00:04:16,178 --> 00:04:19,208
wie die Organe überhaupt funktionieren.

70
00:04:19,208 --> 00:04:23,358
Die Technologie eröffnet auch 
andere ungeahnte Möglichkeiten,

71
00:04:23,358 --> 00:04:27,258
wie den Biodruck von Geweben 
mit integrierter Elektronik.

72
00:04:27,258 --> 00:04:29,578
Könnten wir eines Tages Organe herstellen,


73
00:04:29,578 --> 00:04:31,978
die den menschlichen 
Fähigkeiten überliegen

74
00:04:31,978 --> 00:04:35,925
oder unsere Fähigkeiten verbessern, 
wie z.B. nicht brennbare Haut?

75
00:04:35,925 --> 00:04:38,922
Wie lange wird menschliches Leben 
verlängert werden können

76
00:04:38,922 --> 00:04:41,671
mit gedruckten und erneuerten Organen?

77
00:04:42,243 --> 00:04:47,162
Wer -- und was genau -- wird Zugriff
auf diese Technologie

78
00:04:47,162 --> 00:04:50,742
und ihre unfassbare Leistung haben?