Neue Haut aus dem Automaten

"Es geht los, das kommt hier rein. Das ist so ein Becher, wie ein Urinbecher, sage ich mal, da ist die Haut drin, vom Krankenhaus hierher transportiert. Hier wird es herausgenommen, in eine Petrischale überführt, dann wird es von Fett befreit, von Blut, weil das alles stört, und wird dann noch gewaschen, mehrmals."

Die Biologin Martina Kaufmann steht im Labor des Stuttgarter Institutes für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik und hält eine Petrischale in der Hand. Winzige Hautzellen von Patienten wachsen hier zu flächigen Zellverbänden heran, die wie eine natürliche Haut alle drei Hauptschichten enthalten: die Oberhaut, die Lederhaut und die Unterhaut. Die ausgereiften Hautflächen können dann auf den Patienten transplantiert werden. Seit einigen Wochen kann diese Haut in einem Hautautomaten gezüchtet werden. Forscher von vier verschiedenen Fraunhofer Instituten haben den silberglänzenden Prototypen entwickelt. Wofür Laboranten sonst mehrere Wochen in Vollzeit brauchen, soll der Automat schneller und vor allem billiger schaffen. Nur die ersten Schritte müssen noch manuell ausgeführt werden, so Projektleiterin Heike Mertsching:

"Wir sind wirklich ganz einfach, obwohl, so einfach war es gar nicht, analog zu den manuellen Prozessen verfahren, das heißt, man nimmt dieses Stück und schneidet diese Haut klein. Dadurch vergrößere ich die Oberfläche und kann über Enzyme und Flüssigkeiten diese Zellen herauslösen. Diese Zellen, wenn sie aus der Haut herausgelöst sind, müssen dann separiert werden, denn sie vertragen sich nicht so gut, wenn man sie zusammen vermehren würde. Und dann werden sie auf einer Oberfläche vermehrt."

Diese Oberfläche besteht aus tierischem Collagen, dem Strukturprotein des Bindegewebes. Ein Greifarm überträgt die Hautzellen in die Anlage. Anschließend füllen hochsensorische Roboter das Collagen in die sterilen Petrischalen. Wie schnell und vor allem wie genau sich die Zellen entwickeln, überwachen Computer, erklärt Projektpartnerin Martina Kaufmann:

"Das ist hier an den PC gekoppelt und läuft jetzt automatisch. Also der Fluss vom Medium, also der Nährstoffe, läuft automatisch in dieses System ein und können sechs Wochen am Leben erhalten werden."

Bestenfalls soll die Züchtung des Hautgewebes aber nur drei Wochen dauern, sagt Heike Mertsching.

"Also wir haben Zellen, die brauchen für den Prozess drei Wochen. Wir haben aber auch Zellen, die langsamer wachsen. Da braucht man für den Prozess bis zu sechs Wochen. Wobei wir natürlich auch hoffen, dass man durch die Optimierung den Prozess noch schneller machen kann."

Die Computerüberwachung stellt die Wissenschaftler allerdings noch vor Probleme. Denn wo früher ein Laborant ständig die Zellkulturen beobachtete und pflegte, müssen sich die Forscher heute auf den Computer verlassen. Im optimalen Fall soll dieser auch erkennen, wann die Haut ausgereift ist und den Automaten verlassen muss - steril verpackt und versandfertig, als sofort verwendbares Hauttransplantat für Patienten. Alternativ kann das Gewebe auch kryokonserviert, das heißt eingefroren und für spätere Zwecke gelagert werden, hoffen die Wissenschaftler. Nur bei der Größe der Hautstücke sieht Mertsching Grenzen:

"Wenn Sie uns jetzt ein Stück Haut der Größe ein Zentimeter mal ein Zentimeter geben, dann können wir hundert mal hundert Zentimeter daraus machen, mehr nicht. Sonst müssten wir die Zellen in der Art vermehren, dass wir nicht mehr sicher sein können, dass sie nicht tumorös entartet sind oder andere Funktionen verloren haben."

In spätestens einem Jahr soll der Prototyp serienreif sein. Das Interesse bei den potentiellen Kunden, den Kliniken, Hautärzten und der Pharmaindustrie ist groß. Menschliche Haut zu züchten ist bisher aufgrund von Personalkosten extrem teuer. Dementsprechend schwierig ist es auch, betroffene Patienten zeitnah zu versorgen. Eine automatische Herstellung von menschlicher Haut, so hoffen die Fraunhofer-Forscher aus Stuttgart, könnte diesen Engpass beseitigen.