Bioartifizielle Organe sind aus biologischem Material hergestellte Körperersatzteile. Herkömmliche künstliche Organe sind normalerweise mechanisch und bestehen aus synthetischen Verbindungen wie Kunststoff und Metalllegierungen. Bioartifizielle Organe hingegen bestehen aus lebenden Zellen und werden im Labor gezüchtet. Diese Arten von Ersatzorganen haben viele Vorteile und können dazu beitragen, die Abhängigkeit von menschlichen Organspendern zu verringern.
Jedes Jahr sterben viele Patienten, während sie auf eine Organtransplantation warten. Organe wie Leber, Niere und Lunge werden von Patienten mit schweren Erkrankungen oft sehr beansprucht. In der Vergangenheit reichte die Zahl der verfügbaren Organspender nicht aus, um die Bedürfnisse jedes Patienten zu erfüllen. Damit eine traditionelle Organtransplantation erfolgreich ist, müssen Spender und Patient biologisch eng zusammenpassen. Auch wenn ein Ersatzorgan zur Verfügung steht, kann das Immunsystem des Empfängers das Transplantat abstoßen.
Künstliche Organe wurden entwickelt, um dieses Problem zu lösen. Künstlich hergestellte Organe wie die Nieren werden seit Mitte des 20. Jahrhunderts hergestellt. Ein normales künstliches Organ ist jedoch aus nicht-biologischen Materialien aufgebaut. Wie bei transplantierten Organen neigt ein mechanischer künstlicher Körperteil zur Abstoßung durch das Immunsystem. In vielen Fällen muss ein künstliches Organ entfernt werden, weil es vom Körper als „unnatürlich“ behandelt wird.
Ein bioartifizielles Organ verfolgt einen einzigartigen Ansatz, um diese Einschränkungen zu umgehen. Diese Art von Organen wird im wahrsten Sinne des Wortes in einem Labor „gezüchtet“. Um ein bioartifizielles Organ herzustellen, verwenden Mediziner eine Probe patienteneigener Zellen. Diese extrahierten Zellen werden im Labor stimuliert und vermehren sich schnell. Ein Container oder „Gerüst“ dient dazu, die Zellen bei der Reproduktion in die gewünschte Anordnung zu führen.
Verschiedene Zelltypen können geschichtet werden, um komplexe bioartifizielle Organe zu schaffen. Auf der Außenseite des Körperteils kann zum Beispiel eine Schicht aus Muskelzellen platziert werden, um ein festes Äußeres zu schaffen. Diese Schichten lebender Zellen können mit einem Laborgerät, das einem Tintenstrahldrucker ähnelt, sorgfältig positioniert werden. Dieses Gerät kann so programmiert werden, dass es Zellen in einem voreingestellten Muster verteilt und ermöglicht es, ein Organ von unten nach oben zu entwickeln.
Das Vorhandensein eigener Zellen eines Patienten in einem bioartifiziellen Organ trägt dazu bei, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der Körperteil abgestoßen wird. Diese Art von Orgel ist vollständig organisch und enthält keine künstlichen Materialien wie Kunststoffe. Auch diese Funktion verbessert die Chancen, dass ein Organ akzeptiert wird, dramatisch und ermöglicht bei Bedarf die Schaffung eines nahezu unbegrenzten Vorrats an Organen.