Rückenmark aus dem 3D-Drucker: Implantat ermöglicht Nervenregeneration

Autor: Maria Fett

Zwei Millimeter misst das Nager-Rückenmarkimplantat aus dem 3D-Drucker. Um den H-förmigen Kern, der die graue Substanz ersetzt, liegen zahlreiche mit Stammzellen gefüllte Mikrokanäle. © Jacob Koffler, Wei Zhu, UC San Diego

Spezielle Hydrogel-Implantate können, als Brücke eingesetzt, unterbrochene Nervenverbindungen wiederherstellen.

Nur wenige Sekunden benötigte der 3D-Drucker für das zwei Millimeter große Hydrogel-Implantat. Wissenschaftler der University of California San Diego setzten es anstelle eines zuvor entfernten Segments ins Rückenmark von Ratten ein.

Kanäle im Implantat weisen Axonen den richtigen Weg

Ziel war es, die Regeneration nach einer Rückenmarksdurchtrennung zu simulieren. Das Implantat war gespickt mit zahlreichen Mikrokanälen, die als Leitungen die Axone in die richtige Richtung dirigieren (s. Abb). In den Kanälen befanden sich neuronale Stammzellen.

Wie sich zeigte, wuchsen die verletzen Axone zu der Stammzellen im Implantat hin und bildeten neue Synapsen aus, während sich die Stammzellen zu Neuronen differenzierten und ihrerseits eine Verbindung zum umliegenden Nervengewebe herstellten.

Motorische Funktion der Gliedmaßen besserte sich

Die implantierte „Brücke“ stellte dadurch die synaptische Übertragung bei den querschnittgelähmten Tieren wieder her und versorgende Blutgefäße wuchsen in das Implantat ein. In einer Pressemitteilung erklärten die Forscher, dass sich die motorische Funktion der Hinterläufe sechs Monate nach der OP signifikant verbessert hatte.

1. Koffler J et al. Nature Medicine 2019; 25: 263-269
2. Pressemitteilung des UC San Diego News Centers