An der Technischen Universität Wien (TU Wien) wurden 3D-Druck-Verfahren entwickelt, mit denen lebendes biologisches Gewebe zur Erforschung chronisch entzündlicher Hautkrankheiten hergestellt werden kann.
Da Schätzungen zufolge etwa ein Viertel der europäischen Bevölkerung unter Erkrankungen wie Psoriasis, Neurodermitis oder Akne leidet, besteht ein hoher Bedarf an aussagekräftigen Modellen. Herkömmliche Tierversuche stoßen hier oft an Grenzen, da sich tierische Haut in ihrer Anatomie und ihrem Immunverhalten signifikant von der menschlichen Haut unterscheidet.
Limitierungen bisheriger Hautmodelle
Bisher genutzte Methoden zur Herstellung hautähnlicher Proben weisen oft strukturelle Mängel auf. Wie Prof. Georg Stary von der Universitätsklinik für Dermatologie der Medizinischen Universität Wien erläutert, fehlt bei der Einbettung von Bindegewebszellen in Kollagen-Lösungen häufig die Kontrolle über die räumliche Struktur. Zudem sind diese Zellschichten wenig langlebig, und die Integration von Immunzellen oder Blutgefäßen ist kaum möglich. Auch die sogenannte „Self-Assembly-Methode“, bei der Zellen unter Vitamin-C-Gabe eine eigene Matrix bilden, gilt als zeitintensiv und weist eine mangelnde Reproduzierbarkeit auf.
Präzision durch Bio-Tinte
Die Forschungsgruppe um Prof. Aleksandr Ovsianikov an der TU Wien setzt hingegen auf das Bioprinting-Verfahren. Hierbei wird aus lebenden Zellen und einem Hydrogel eine „Bio-Tinte“ erzeugt, die Schicht für Schicht präzise aufgetragen wird. Dieser Prozess ermöglicht den Aufbau eines dreidimensionalen Gewebes, dessen Struktur gezielt definiert werden kann. Ein neu erschienener Review-Artikel präsentiert nun die Fortschritte, die durch die Auswahl spezifischer Hydrogele und Zelltypen erzielt wurden.
Anwendung bei Psoriasis und Diabetes
Die kontrollierte Herstellung der Modelle erlaubt es, spezifische Krankheitsbilder im Labor zu simulieren:
- Psoriasis: Andrea Gabriela Ulloa-Fernández (TU Wien) entwickelte Modelle, die T-Zellen enthalten. An diesen Strukturen lässt sich die Reaktion auf entzündungshemmende Medikamente unter kontrollierten Bedingungen untersuchen.
- Entzündungsforschung: Die Modelle dienen dem Testen neuer Wirkstoffe gegen chronische Entzündungen.
- Vaskuläre Schäden: Durch die Integration von Blutgefäßen in die gedruckten Strukturen können zudem diabetesbedingte Gefäßschäden erforscht werden.
Durch die exakte Gestaltung der extrazellulären Matrix bietet das Verfahren ein hohes Maß an Kontrolle über die Gewebeeigenschaften. Die beteiligten Wissenschaftler:innen hoffen, dass diese künstlichen Hautmodelle die dermatologische Forschung unterstützen und künftig eine verlässliche Alternative zu Tierversuchen darstellen können.
Quelle: Aigner, F. (2025, 30. Dezember). Mit 3D-Druck gegen Hautkrankheiten. Technische Universität Wien.
