Hornhaut aus dem 3D-Drucker: Aufs Auge gedruckt

Schäden an der Kornea beeinträchtigen weltweit Millionen von Menschen. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an einem transparenten, bioverträglichen Implantat aus dem 3D-Drucker. Damit könnten Defekte nahtlos und dauerhaft behoben werden.

Wie eine Fensterscheibe liegt die transparente Hornhaut, als äußerste Gewebeschicht schützend vor unseren Augen. Ist dieses 500 bis 600 Mikrometer dünne Gewebe durch Infektionen, Verletzungen oder Fehlbildungen geschädigt, treten Sichteinschränkungen bis hin zur Blindheit auf. Weltweit sind Millionen von Menschen von Hornhautschäden betroffen. Nur etwa 100000 von ihnen kann pro Jahr mit einer operativen Hornhauttransplantation geholfen werden. Der Grund: Der Bedarf an Gewebespenden ist deutlich höher als dessen Verfügbarkeit.

Ein Team aus Forschern der Empa, der Universität Zürich und dem Tierspital Zürich, Schweiz, sowie der Radboud Universität in den Niederlanden entwickelt daher ein selbstklebendes Implantat, das nicht auf Gewebespenden angewiesen ist und zudem keine Abstoßungsreaktion hervorruft. „Die Basis für das Implantat ist ein bioverträgliches Hydrogel aus Kollagen und Hyaluronsäure“, erklärt Markus Rottmar vom „Biointerfaces“-Labor der Empa in St. Gallen.

Künstliche Hornhaut unterstützt Heilung

Darüber hinaus versehen die Forscher das transparente Implantat mit Zusatzstoffen, die eine optimale biomechanische Stabilität ermöglichen. Die künstliche Kornea soll zudem mittels 3D-Druck hergestellt werden. „Das 3D-Extrusions-Bioprinting erlaubt es, das Implantat maßgeschneidert auf die individuelle Hornhautwölbung der Patientinnen und Patienten zu fertigen“, so Rottmar.

In einem späteren Schritt werden die Wissenschaftler das Hydrogel mit menschlichen Stammzellen aus dem Auge beladen, damit die künstliche Hornhaut die Geweberegeneration unterstützen kann. Und da das selbstklebende Transplantat ohne chirurgische Nähte auskommt, lassen sich auch längere Operationszeiten und postoperative Komplikationen wie Infektion, Narbenbildung oder Entzündungen vermeiden.

Private Unterstützung, die den Unterschied macht

Das Projekt konnte durch die großzügige Zuwendung einer Stiftung vollständig finanziert werden. Der Zukunftsfonds der Empa wirbt für solche zukunftsweisenden Forschungsprojekte, die anderweitig noch nicht unterstützt werden, zusätzliche private Drittmittel ein.