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Menschenähnliches Ohr aus tierischem Gewebe
Ein Team, das von Forschern des Massachusetts General Hospital (MGH) in Boston geleitet wird, hat ein künstliches Ohr aus tierischem Strukturgewebe und Zellen konstruiert. Es sieht aus und biegt sich wie ein menschlicher und verformt sich nur minimal während des Wachstums, dank der Verwendung eines dünnen Drahtrahmens.
Die Forscher hoffen, dass ihre Techniken, einmal abgestimmt und angepasst, um die eigenen Zellen des Patienten zu verwenden, eines Tages Menschen mit fehlenden oder deformierten äußeren Ohren helfen könnten.
Sie schreiben in einer Online - Ausgabe vom 31. Juli über ihre Arbeit Journal der Königlichen Gesellschaft Schnittstelle. Leitender Autor Dr. Thomas Cervantes von der Abteilung für Chirurgie bei MGH sagte der Presse:
"Dies ist die erste Demonstration eines menschlichen Ohrs in voller Größe, das nach drei Monaten Form und Flexibilität behält."
Zuvor hatte das Team ein Ohr in einem kleineren Maßstab, der Größe eines Babys, auf dem Rücken einer Maus implantiert.
Diesmal wuchsen sie ein vollwertiges erwachsenes Ohr, und sie zeigten, dass es sich mit minimaler Verzerrung entwickelte, wenn es auf eine Ratte implantiert wurde.
Wie das Ohr gemacht wurde
Das künstliche Ohr in voller Größe enthält einen Rahmen aus Titandraht, um seine Form zu bewahren, wie auch die frühere kleine.
Aussehen des künstlichen Ohrs mit eingebettetem Drahtrahmen, das für 12 Wochen in eine Ratte implantiert wurde (a) vor dem Explantieren. (b) Nach dem Explantieren. (c) Bild eines explantierten künstlichen Ohrs ohne ein eingebettetes Drahtgerüst. (d) Das explantierte künstliche Ohr mit dem Drahtgerüst hatte seine Form beibehalten und konnte elastisch verformt werden. Bildnachweis: Royal Society Publishing
Das Team verwendete Kollagen von Kühen, um ein dreidimensionales Gewebegerüst herzustellen, das mit dem Drahtrahmen in Form gehalten wurde, um "die Bruttoabmessungen des künstlichen Ohrs nach der Implantation beizubehalten", und bevölkerte es mit Ohrknorpelzellen von Schafen.
Die Kombination aus Drahtrahmen und Kollagengerüst konnte den Kräften widerstehen, die ansonsten die Struktur während der Rekonstruktionsprozesse der Neubildung von Knorpelgewebe und der Wundheilung verformen würden, bemerken die Autoren.
Eine Verbesserung gegenüber dem früheren Modell war, dass sie auch die Ohrgeometrie neu gestalteten, um eine "genauere ästhetische" Form zu erreichen.
Nach drei Monaten, die in den Rücken nackter männlicher Ratten eingebettet waren, zeigten die Ohren, die die Titandrahtstütze enthielten, eine viel geringere Verzerrung der ursprünglichen Ohrform als Ohren ohne den Drahtrahmen.
Alle Implantate wurden über die 12 Wochen bei den lebenden Ratten gut toleriert und zeigten keine Exposition oder Extrusionen.
Aber als sie die künstlichen Ohren entfernten, fanden die Forscher heraus, dass die ohne den Titanrahmen abgeflacht waren und ihre Form verloren hatten, während diejenigen, die das Drahtgerüst enthielten, ihre Form behalten und auch eine ähnliche Flexibilität wie das menschliche Ohr zeigten.
Um Veränderungen in der Form während der 12 Wochen zu beurteilen, nahm das Team vor und nach der Implantation CT-Scans des Titan-Gerüsts vor. Sie analysierten mehrere Maße, einschließlich der Gesamtlänge, Breite und Tiefe und Krümmungswerte für jeden Abschnitt innerhalb des Rahmens.
Mit solchen Maßnahmen konnten sie Änderungen in den verschiedenen Dimensionen erarbeiten und die Biegekräfte des Gerüsts besser verstehen.
"Diese Ergebnisse der quantitativen Formanalyse haben Möglichkeiten aufgezeigt, die Formtreue konstruierter Ohrkonstrukte zu verbessern", schlussfolgern sie.
Wie künstliches Gewebe in Zukunft helfen kann
Cervantes erklärt, dass:
"Form und Flexibilität sind der Schlüssel, Tissue-Engineered-Konstrukte neigen dazu, während des Wachstums ihre Form zu verändern, was offensichtlich ein Problem für das Ohr ist, da wir eine sehr spezifische Form nachbilden wollen."
Er sagte BBC News, dass ihre Studie ein "bedeutender Schritt nach vorn in der Vorbereitung der Tissue-Engineering-Ohr für klinische Studien am Menschen", die er voraussichtlich in etwa 5 Jahren beginnen könnte.
Die Studie folgt einer Reihe von Durchbrüchen im technisierten Gewebe.
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Geschrieben von Catharine Paddock
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