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Vom Holzstumpf bis zu im Glas gezüchteten Organen
Fehlende Körperteile, Organe, die nicht funktionieren und kaputte Knochen. Die reparative und regenerative Medizin sucht nach Möglichkeiten, den Betroffenen zu helfen. Die neue Sonderausstellung im Anatomischen Museum der Universität Basel zeigt, was bereits möglich ist und wohin die Entwicklung noch gehen könnte.
29. November 2021
Eine Zahnkrone, ein künstliches Hüftgelenk und die Prothesen der Sportler den Paralympics. Dass man etwas ersetzen kann, das nicht mehr da ist oder nicht wunschgemäss funktioniert, wissen viele aus eigener Erfahrung. Die Geschichte von Prothesen geht weit zurück. Der bisher älteste Prothesen-Fund stammt aus dem alten Ägypten: Die Zehenprothese, die Archäologen an einer Mumie entdeckten, ist 3500 Jahre alt. Die Etrusker, Phönizier und Römer ersetzen fehlende Zähne mit tierischen und menschlichen Zähnen.
Die neue Sonderausstellung im Anatomischen Museum Basel zeigt auf, wie sich Zahnimplantate, Bein-, Fuss- und Handprothesen im Laufe der Jahrhunderte weiterentwickelten. «Heute lässt sich eine Armprothese mit den Brustmuskeln verbinden und so mit dem Gehirn steuern», erläutert Prof. Dr. Magdalena Müller-Gerbl. Die Professorin für Anatomie an der Universität Basel hat die Ausstellung konzipiert. Auch enthalten die Hände und Fussflächen der Prothesen Sensoren, die Reize wie Druck und Temperatur ans Gehirn weitergeben. «Diese Sinneswahrnehmungen sind sehr wichtig. Dass man sie auch an künstlichen Körperteilen erzeugen kann, steigert entsprechend die Lebensqualität der Betroffenen», weiss Müller-Gerbl.
Neben dieser sogenannten reparativen Medizin gibt es die regenerative Medizin. Mit ihr sollen Schäden im Körper tatsächlich geheilt werden, indem die Funktionen eines Körperteils oder Organs, das nach schweren Operationen, durch Verletzungen und Unfälle geschädigt wurde, wiederhergestellt werden. «Mit anderen Worten: Man will die Ursache einer Krankheit bekämpfen und nicht nur deren Symptome», sagt Müller-Gerbl.
Implantate und Übungsmodelle nach Mass
Die 3-D-Druck-Technologie bietet einige Möglichkeiten für die regenerative Medizin. Knochenteile, die entfernt werden mussten, lassen sich passgenau drucken und an der entsprechenden Stelle einsetzen. Auch Haut, künstliche Blutgefässe und Silikon-Herzklappen aus dem 3-D-Drucker sind mögliche Anwendungen, die derzeit erforscht werden.
Auch zur Herstellung von Prothesen ist das sogenannte Bioprinting geeignet und wird bereits angewandt. «Das hat den Vorteil, dass man einerseits die Prothese besser auf den Patienten anpassen kann, andererseits ist die Herstellung günstiger», erklärt Müller-Gerbl. Vor allem für Prothesen für Kinder, die durch das Wachstum immer wieder eine neue Prothese brauchen, ist das attraktiv.
Für die Chirurgie lassen sich aufgrund von Daten aus der Computertomografie exakte Modelle drucken, die der Arzt vor der Operation studieren und gar zu Übungszwecken nutzen kann. Das ist vor allem bei komplizierten Eingriffen ein grosser Vorteil.
Eine Alternative zu Spenderorganen
Ein weiteres Feld von regenerativer Medizin ist die Stammzellentherapie. Bereits seit 40 Jahren ist es möglich, mittels Stammzelltransplantation Leukämie und Lymphome zu behandeln. Die Anwendung von Stammzelltherapien für andere Krankheiten wird erforscht, beispielsweise Parkinson, Querschnittslähmung oder Multiple Sklerose.
Beim Tissue Engineering kommen ebenfalls Stammzellen zum Einsatz: In vitro wird künstliches Gewebe angezüchtet, aus dem schliesslich funktionsfähige Organe entstehen könnten – so die grosse Hoffnung. So liessen sich Transplantationen von Spenderorganen umgehen, von denen es einerseits nicht genügend gibt, andererseits besteht das Risiko, dass der Körper das Spenderorgan abstösst. Diese Gefahr gibt es bei der Verwendung eigener Stammzellen nicht. «Stellen Sie sich vor, es könnte gelingen, eine funktionierende Bauchspeicheldrüse zu züchten und einzusetzen. Das würde die Lebensqualität von Diabetikern immens verbessern», sagt Müller-Gerbl. Die Forscherin weiss aber auch: «Aus all diesen neuen Möglichkeiten ergeben sich natürlich auch ethische Fragen. Diese klammern wir in der Ausstellung aber bewusst aus.»
Aktuelle Forschung
Auch an der Universität Basel gibt es Forschung in den Bereichen Tissue Engineering und 3-D-Drucktechnologie:
So ist es dem Forschungsteam um Prof. Dr. Ivan Martin gelungen, aus Zellen aus der Gelenkknorpel im Knie reparieren lassen könnten, die von Arthrose betroffen sind.
Im 3-D-Print-Lab am Universitätsspital Basel werden verschiedene Anwendungen der Technologie erforscht.
Und am Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB) arbeiten Forschende um Prof. Dr. Botond Roska an einer Gentherapie, um erblich bedingte Blindheit zu behandeln.
