3D-Netzwerk Mitglied arbeitet an künstlichem Herzbeutel-Gewebe aus dem 3D-Drucker

Das 3D-Netzwerk Mitglied das Fraunhofer IAP arbeiter mit Partner an neuartige Polymere die es künftig ermöglichen sollen, künstlichen elastischen Gewebeersatz für Perikard, Herzklappen oder Blutgefäße individuell anzufertigen. Mittels 3D-Druck und Elektrospinning sollen daraus maßgeschneiderte Implantate hergestellt werden.

Neuartige Polymere sollen es künftig ermöglichen, künstlichen elastischen Gewebeersatz für Perikard, Herzklappen oder Blutgefäße individuell anzufertigen. In dem Projekt PolyKARD werden biomimetische Polymere entwickelt, die mechanische Eigenschaften des Herzbeutel-Gewebes nachahmen können. Mittels 3D-Druck und Elektrospinning sollen daraus maßgeschneiderte Implantate hergestellt werden. Zusätzlich soll erstmalig ein 3D-Drucker entwickelt werden, der Medizinprodukte der Klasse III herstellen kann. Die PolyKARD-Partner – AdjuCor GmbH, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, das NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut, die Young Optics Europe GmbH und die pro3dure medical GmbH – wollen die Herstellung der Implantate bis zu ersten klinischen Studien, voraussichtlich in 2022, vorantreiben.

Neue Polymere für moderne Drucktechnologien und individuelle Medizintechnik.

Im Rahmen des Projektes PolyKARD werden biomimetische Polymere entwickelt, die die biologischen und mechanischen Materialeigenschaften des Herzbeutels, auch Perikard genannt, nachahmen sollen. Das Perikard ist eine kollagenhaltige und mechanisch enorm stabile Struktur, die das Herz umgibt.

Elastisch, biokompatibel und beständig.

Die neu synthetisierten Polymere werden am NMI in Reutlingen nach DIN EN ISO 10993-5 auf in vitro-Zytotoxizität untersucht. Bei der Verarbeitung der Polymere kommen einerseits verschiedene, 3D-Druck-Fertigungsverfahren zum Einsatz, andererseits wird das sogenannte Elektrospinning eingesetzt. Am NMI entstehen mit Hilfe dieses Spinnverfahrens poröse Strukturen, die mit dem körpereigenen Gewebe des Patienten verwachsen können. Die hergestellten Trägersubstrate werden hinsichtlich ihrer mechanischen und biologischen Eigenschaften charakterisiert. Ein besonderer Fokus wird hierbei auf die Nachbildung der mechanischen Eigenschaften des Perikards sowie auf das Anwachsverhalten von Zellen gelegt.

Auf dem Weg zur Marktreife.

Um künftig auf dem Markt für klinische Anwendungen zugelassen zu werden, müssen sowohl die neuen Photopolymere als auch die Verarbeitungsverfahren umfangreiche Auflagen erfüllen. Für die großtechnische Herstellung der Photopolymere müssen die GMP-Richtlinien (englisch Good Manufacturing Practice, kurz GMP) eingehalten werden. Sie sichern die Qualität der Produktionsabläufe und -umgebung. Die Firma pro3dure medical GmbH Iserlohn wird den Upscaling-Prozess der Photopolymere sowie die Harzsynthese unter Berücksichtigung dieser GMP etablieren.

Die Young Optics Europe GmbH in Jena verarbeitet mit den von ihnen entwickelten 3D-Druckern bisher biokompatible Photopolymere für Produkte der Medizinklassen I – IIa. Im Rahmen des Projekts PolyKARD soll erstmals ein 3D-Drucksystem zur Herstellung von Medizinprodukten der Klasse III etabliert werden, welches zudem eine vollständige Rückverfolgbarkeit der für die Herstellung eingesetzten Rohmaterialien ermöglicht.

 

Quelle und weitere Informationen zum Thema unter: www.iap.fraunhofer.de

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