St. Gallen – Schweizer Forschern ist es gelungen, mit einem Sprühverfahren funktionierende Muskelfasern zu erzeugen. Die Methode ist ein Schritt auf dem Weg zur Konstruktion künstlicher Herzen für Transplantationspatienten, berichtet die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa).

"Das menschliche Herz ist natürlicherweise aus mehreren Lagen unterschiedlicher Gewebe aufgebaut", erklärt Lukas Weidenbacher von der Empa-Abteilung Biomimetic Membranes and Textiles. Die Auskleidung mit Muskelfasern sorgt für Stabilität und Flexibilität des Herzens. Mehrschichtig wachsende Muskelfasern zu züchten, ist jedoch schwierig, da die Zellen zunächst in ein räumliches Gerüst eingebracht werden müssen.

Bei den bisherigen Methoden, dreidimensionale Gebilde aus Kunststoff zu erzeugen, kommen Lösungsmittel zum Einsatz, die die empfindlichen Zellen aber schädigen. Die Empa-Forscher haben daher die Zellen in schützende Kapseln verpackt, eine Hülle aus Gelatine enthält dabei jeweils ein bis zwei Zellen. Ein spezielles Sprühverfahren, das sogenannte Elektrospraying, ermöglicht es, die Kapseln in die Poren des gesponnenen Gerüsts einbringen.

"Das Sprayen überstehen die derart geschützten Zellen sehr gut", sagt Weidenbacher. Haben sich die Zellen einmal am Zielort eingenistet, löst sich die gallertige Gelatinekapsel binnen Minuten auf. Anschließend beginnen die unreifen Vorläuferzellen miteinander zu verschmelzen und zu länglichen Muskelfasern auszureifen. Am Schluss soll eine Struktur entstehen, die natürlichem Muskelgewebe möglichst ähnlich ist.

Für ihre Versuchsreihe haben die Forscher unreife Muskelzellen einer Mäuse-Zelllinie verwendet. Das implantierbare Kunstherz, zu dem ihr Verfahren führen soll, wollen sie allerdings mit Zellen bestücken, die vom Patienten selbst stammen. So können Abstoßungsreaktionen vermieden werden. (red, 13. 11. 2017)