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Medizin

16.12.2011

Neue Haut aus der Vorhaut von kleinen Jungen

Es hört sich gruselig an: Das Fraunhofer-Institut hat eine Hautfabrik entwickelt. Eine Maschine stellt vollautomatisch Haut her - für die Pharma- und Kosmetikindustrie.
Bild: John A. Rogers dpa/Symbolbild

Es hört sich gruselig an: Das Fraunhofer-Institut hat eine Hautfabrik entwickelt. Eine Maschine stellt vollautomatisch Haut her - für die Pharma- und Kosmetikindustrie.

Gezüchtete Haut: Es klingt nach der Erfindung in einem Science-Fiction-Streifen oder wie die technische Lösung für medizinische Probleme: eine Hautfabrik. Tatsächlich haben Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft eine Anlage entwickelt, die Haut züchtet. Diese soll Testverfahren für Arzneien, Chemikalien oder Kosmetika vergleichbarer und günstiger machen - und Tierversuche unnötig.

Sieben Meter lang, je drei breit und hoch ist die Maschine. Hinter Glasscheiben arbeiten kleine Roboterärmchen, rangieren Petrischalen hin und her, ritzen Hautproben an, lösen mit Hilfe von Enzymen Zellen aus der Epidermis, der Oberhaut. Auch Bindegewebs- und Pigmentzellen werden so gewonnen.

Vorhaut von kleinen Jungen ist der Zelllieferant

Als Zelllieferanten dienen im Moment noch die Vorhäute von bis zu vier Jahre alten Jungen. "Je älter man wird, desto schlechter funktionieren die Zellen", erklärt Andreas Traube, Diplom-Ingenieur am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, in dem die Hautfabrik steht. Geforscht wird zudem an Stammzellen als mögliche Zellquelle. "Wichtig ist, dass die Eingangszellen aus einer möglichst einheitlichen Quelle kommen, um Abweichungen bei den Hautprodukten zu vermeiden", sagte Traube, Gruppenleiter für Mechatronik und Prozesstechnik.

Neue Haut aus der Vorhaut von kleinen Jungen

Je nach Spender lassen sich aus den Proben drei bis zehn Millionen Zellen lösen, im Brutschrank verhundertfacht sich ihre Zahl. Auf Gewebekulturplatten mit je 24 Röhrchen mit rund einem Zentimeter Durchmesser wächst daraus die neue Haut auf einer Kollagenschicht. Die neue Epidermis ist dünner als ein Millimeter. Mixen die Forscher das Kollagen mit Bindegewebszellen, entsteht sogenannte Vollhaut, die bis zu fünf Millimeter dick ist. Sechs Wochen dauert der gesamte Prozess. "Das lässt sich auch mit der Maschine nicht beschleunigen, sondern ist von der Biologie so vorgegeben", sagt Traube.

In einer sterilen Kammer gedeiht die Haut

Hinter den Glasfenstern herrscht Überdruck, damit beim Öffnen nichts hereinströmt. Innerhalb der Anlage ist alles steril, mehrere Tests kontrollieren das. 37 Grad herrschen in den Brutkammern - eine Temperatur, bei der sonst auch Bakterien prächtig gedeihen würden.

Mehr als 500 Platten mit je 24 Gewebekulturen kann die Hautfabrik gleichzeitig bearbeiten. Im Monat stellen die Fraunhofer-Forscher so rund 5000 Hautmodelle her. Käufer gibt es bislang keine, da das Verfahren noch von der zuständigen europäischen Behörde anerkannt werden muss. Dafür sind etwa Vergleichstests nötig, die belegen, dass Untersuchungen mit der künstlichen Haut dieselben Ergebnisse bringen wie Tests mit Tierhaut. "Ich denke, in einem dreiviertel Jahr können wir dann richtig loslegen", ist Traube zuversichtlich. Abnehmer soll dann vor allem die Industrie sein.

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Alternative Heilverfahren

Zum Beispiel für die Entwicklung neuer Wirkstoffe kann sich Rolf Hömke vom Verband Forschender Arzneimittelhersteller (VFA) die Hautmodelle gut vorstellen. "Wir glauben, dass Zellen in künstlich gezüchteter Haut vergleichbar sind mit echter Haut." Bislang seien die Hautmodelle jedoch nur im Kleinen erstellt worden. "Es ist aber nur logisch, dass das jetzt auch im großen Stil gemacht wird." Als mögliche Anwendungsfelder nennt er die Krebsforschung und Aspekte wie Pigmentstörungen, allergische Reaktionen oder Pilzkrankheiten.

Bis die Hautmodelle aus Stuttgart auch für Sicherheitstests, wie sie etwa für die Zulassung von Medikamenten nötig sind, als Standardverfahren zugelassen werden, dürften nach Hömkes Einschätzung noch Jahre vergehen. "Da sind die Vorgaben international genormt. Die Verfahren können Sie nicht einfach tauschen."

Auch in der Medizin ist gezüchtete Haut gefragt. Auf dem Markt für sogenannte Hautverbände, die etwa acht bis zehn Zentimeter groß sind, haben sich allerdings seit Jahren zwei Firmen etabliert, wie die Vorsitzende der Deutschen Gesellschaft für regenerative Medizin (GRM), Ulrike Schwemmer, sagt. Bedarf gebe es hingegen für noch breitere Hautlappen, wie sie etwa bei großen Brandwunden benötigt werden. Dass die Hautfabrik irgendwann auch solch größere Hautstücke herstellt, nennt Traube eine Zukunftsvision. Der nächste Schritt ist erst einmal die Herstellung von Cornea, der Hornhaut des Auges. dpa

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