Ein Forschungsteam der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) hat einen schluckbaren Bio-Drucker entwickelt. Das winzige Gerät hat die Form und Grösse einer herkömmlichen Pille.
Diese Kapsel könnte eines Tages die Chirurgie des Verdauungstrakts revolutionieren und «die Tür zu einer neuen Form nicht-invasiver medizinischer Eingriffe eröffnen»,
wie die EPFL mitteilt.
«Indem wir die Prinzipien von in-situ-Bio-Druckern mit den Konzepten intelligenter Medikamentenkapseln kombinieren, können wir uns eine neue Klasse von Geräten vorstellen: eine schluckbare Bio-Drucker-Pille», erklärt Vivek Subramanian, Leiter des
Laboratory of Advanced Manufacturing Technologies an der EPFL.
So funktioniert es
Der schluckbare Drucker mit dem Namen MEDS (Magnetic Endoluminal Deposition System) funktioniert wie ein Miniatur-Kugelschreiber, in dessen Spitze eine «Biotinte» gefüllt ist – ein biokompatibles Gel, das Zellen, Proteine oder heilungsfördernde Substanzen enthalten kann.
Sobald die Kapsel im Magen angekommen ist, wird sie von aussen durch einen Magneten präzise an die gewünschte Stelle geführt. Dort löst ein kurzer Infrarot-Lichtimpuls einen Mechanismus aus, der die Biotinte ausstösst. So lässt sich die Substanz gezielt auf Wunden, Geschwüre oder Blutungen «drucken».
Das Team konnte zeigen, dass MEDS künstliche Geschwüre auf simuliertem Magengewebe reparieren und eine experimentelle Blutung stoppen kann. In-vivo-Tests an Kaninchen bestätigten die Machbarkeit des Systems, das in Echtzeit per Fluoroskopie gesteuert und anschliessend oral zurückgewonnen wurde.
«In unseren kontrollierten Laborexperimenten behielt unsere zellbeladene Bio-Tinte ihre strukturelle Integrität über mehr als 16 Tage bei, was darauf hindeutet, dass sie zu einem „Mikrobio-Reaktor“ werden könnte, der Wachstumsfaktoren freisetzt und neue Zellen für die Heilung anzieht», erläutert Sanjay Manoharan, Erstautor der Studie.
Die Forschenden denken bereits an weitere Anwendungen, etwa die Reparatur von Blutgefässen oder Bauchgewebe. MEDS könnte so den Weg für eine neue Generation nicht-invasiver Therapien ebnen, bei denen Geweberegeneration von innen heraus – ohne Operation – möglich wird.