Wer dem Treiben in dem zimmergroßen Glaskasten zusieht, fühlt sich tatsächlich an eine Fabrik erinnert. Auf einem Fließband postkartengroße Plastikplättchen, in denen eine rosa Flüssigkeit schwimmt. Roboterarme halten Pipetten, saugen mal ein paar Tropfen ab, mal träufeln sie Flüssigkeit in eines der vielen Gefäße auf dem Fließband.
Seit wenigen Tagen produziert diese Anlage am Fraunhofer-Institut in Stuttgart Hautstückchen. Ungefähr so groß wie ein Centstück, einen halben Zentimeter dick und so weich wie Gummi. Künstliche Haut ist für viele Zwecke genauso gut geeignet wie echte, sagt die Biologin Dr. Michaela Kaufmann.
"Als Testsystem für Kosmetikprodukte, Chemikalien, Haushaltsprodukte et cetera. Alles, was mit Haut in Berührung kommt."
"Es gibt den dringenden Wunsch, dass man von Tierversuchen wegkommt. Das wird auch forciert von der Gesetzgebung. Es gibt allerdings noch nicht die Menge an Hautmodellen, dass man sie als Alternative zum leider sehr kostengünstigen Tierversuch nutzen könnte","
ergänzt der Ingenieur Tobias Brode. Bisher wird künstliche Haut aufwendig von Hand hergestellt. Die Fraunhofer-Forscher haben diesen Prozess nun weitgehend automatisiert. Die einzelnen Arbeitsschritte sind gleich geblieben, und nur die ersten davon werden nach wie vor von Menschen erledigt. Am Beginn steht immer eine sogenannte Hautbiopsie.
""Biopsie ist ein Hautstückchen, das wir bekommen von Krankenhäusern und niedergelassenen Ärzten aus der Umgebung."
Von der Hautprobe wird zunächst das Fett abgetrennt, das am Gewebe haftet. Auch die innen liegende Lederhaut wird entfernt. Ab diesem Zeitpunkt übernehmen Roboter die weitere Aufbereitung. Sie haben es jetzt nur noch mit der äußeren Hautschicht zu tun, auf die es bei den Chemikalientests ankommt: die Epidermis. Zwei Zellarten kommen dort vor: Keratinozyten, die die Hornhaut bilden, und Bindegewebszellen. Maschinell wird die Epidermis klein geschnitten, und die beiden Zelltypen mit verschiedenen Enzymen nacheinander aus dem Gewebe herausgelöst. Ein Roboter träufelt die einzelnen Zellen sortenrein in postkartengroße Schälchen aus Plexiglas. Dazu kommt eine rosa Flüssigkeit, das Nährmedium.
"Da werden die Zellen zum Wachstum angeregt. Alles Mögliche, was sie brauchen, um sich wohlzufühlen und zu wachsen. Die Haut erneuert sich, und genau den Prozess bilden wir nach in dieser künstlichen Umgebung."
Wenn sich die Zellen ordentlich vermehrt haben, beginnen die Roboter damit, das Hautgewebe nach und nach zusammenzusetzen. Struktur bekommt es durch ein Gerüst aus der Bindegewebesubstanz Kollagen. Dazu kommen die Zellen noch einmal in andere Plastikgefäße, erklärt Tobias Brode.
"Das sind kleine Behältnisse mit einem Querschnitt ungefähr von einem Centstück. Das Bindegewebsgerüst wird eingefüllt, anfangs ist das noch flüssig. Und die Fibroblasten - der Zelltyp, der ins Bindegewebe eingemischt wird, die werden dort eingerührt, sodass sie möglichst homogen verteilt sind in dem Kollagen. Während das passiert, geliert das und das Bindegewebe wird fest."
"Und einen Tag später werden dann auf dieses fertige Konstrukt die Keratinozyten drauf dosiert. Das ist die zweite Hautschicht, die dann auch verhornt. Das ist die Hautschicht, die wir auch sehen bei uns am Körper."
Auch bei der künstlichen Haut bilden diese Zellen eine Hornhautschicht aus. Sechs Wochen dauert es vom Eintreffen der Gewebeprobe, bis die Kunsthaut fertig ist. Das ist nicht schneller als von Hand, aber die Fabrik kann bis zu 5000 Hautstückchen im Monat herstellen – das schaffen selbst Dutzende Mitarbeiter manuell bei Weitem nicht. Dazu kommt:
"So einem Roboter geht es am Montag genauso gut wie am Freitag kurz vor Feierabend. Der fängt dann nicht an, mal einen Prozess schneller abzudecken. Wir erreichen dadurch eine Qualität, die im manuellen Prozess nicht lieferbar ist."
Das Interesse an der künstlichen Haut ist groß; mehrere Firmen wollen sogar selbst eine automatische Produktion nach dem Stuttgarter Vorbild aufbauen. Und die Fraunhofer-Forscher schmieden schon Pläne für die Zukunft: Sie wollen Anlagen bauen, die auch andere künstliche Organe herstellen. Zum Beispiel Knorpelgewebe.
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Video des Fraunhofer-Instituts 'Die Hautfabrik' (WMV)
Seit wenigen Tagen produziert diese Anlage am Fraunhofer-Institut in Stuttgart Hautstückchen. Ungefähr so groß wie ein Centstück, einen halben Zentimeter dick und so weich wie Gummi. Künstliche Haut ist für viele Zwecke genauso gut geeignet wie echte, sagt die Biologin Dr. Michaela Kaufmann.
"Als Testsystem für Kosmetikprodukte, Chemikalien, Haushaltsprodukte et cetera. Alles, was mit Haut in Berührung kommt."
"Es gibt den dringenden Wunsch, dass man von Tierversuchen wegkommt. Das wird auch forciert von der Gesetzgebung. Es gibt allerdings noch nicht die Menge an Hautmodellen, dass man sie als Alternative zum leider sehr kostengünstigen Tierversuch nutzen könnte","
ergänzt der Ingenieur Tobias Brode. Bisher wird künstliche Haut aufwendig von Hand hergestellt. Die Fraunhofer-Forscher haben diesen Prozess nun weitgehend automatisiert. Die einzelnen Arbeitsschritte sind gleich geblieben, und nur die ersten davon werden nach wie vor von Menschen erledigt. Am Beginn steht immer eine sogenannte Hautbiopsie.
""Biopsie ist ein Hautstückchen, das wir bekommen von Krankenhäusern und niedergelassenen Ärzten aus der Umgebung."
Von der Hautprobe wird zunächst das Fett abgetrennt, das am Gewebe haftet. Auch die innen liegende Lederhaut wird entfernt. Ab diesem Zeitpunkt übernehmen Roboter die weitere Aufbereitung. Sie haben es jetzt nur noch mit der äußeren Hautschicht zu tun, auf die es bei den Chemikalientests ankommt: die Epidermis. Zwei Zellarten kommen dort vor: Keratinozyten, die die Hornhaut bilden, und Bindegewebszellen. Maschinell wird die Epidermis klein geschnitten, und die beiden Zelltypen mit verschiedenen Enzymen nacheinander aus dem Gewebe herausgelöst. Ein Roboter träufelt die einzelnen Zellen sortenrein in postkartengroße Schälchen aus Plexiglas. Dazu kommt eine rosa Flüssigkeit, das Nährmedium.
"Da werden die Zellen zum Wachstum angeregt. Alles Mögliche, was sie brauchen, um sich wohlzufühlen und zu wachsen. Die Haut erneuert sich, und genau den Prozess bilden wir nach in dieser künstlichen Umgebung."
Wenn sich die Zellen ordentlich vermehrt haben, beginnen die Roboter damit, das Hautgewebe nach und nach zusammenzusetzen. Struktur bekommt es durch ein Gerüst aus der Bindegewebesubstanz Kollagen. Dazu kommen die Zellen noch einmal in andere Plastikgefäße, erklärt Tobias Brode.
"Das sind kleine Behältnisse mit einem Querschnitt ungefähr von einem Centstück. Das Bindegewebsgerüst wird eingefüllt, anfangs ist das noch flüssig. Und die Fibroblasten - der Zelltyp, der ins Bindegewebe eingemischt wird, die werden dort eingerührt, sodass sie möglichst homogen verteilt sind in dem Kollagen. Während das passiert, geliert das und das Bindegewebe wird fest."
"Und einen Tag später werden dann auf dieses fertige Konstrukt die Keratinozyten drauf dosiert. Das ist die zweite Hautschicht, die dann auch verhornt. Das ist die Hautschicht, die wir auch sehen bei uns am Körper."
Auch bei der künstlichen Haut bilden diese Zellen eine Hornhautschicht aus. Sechs Wochen dauert es vom Eintreffen der Gewebeprobe, bis die Kunsthaut fertig ist. Das ist nicht schneller als von Hand, aber die Fabrik kann bis zu 5000 Hautstückchen im Monat herstellen – das schaffen selbst Dutzende Mitarbeiter manuell bei Weitem nicht. Dazu kommt:
"So einem Roboter geht es am Montag genauso gut wie am Freitag kurz vor Feierabend. Der fängt dann nicht an, mal einen Prozess schneller abzudecken. Wir erreichen dadurch eine Qualität, die im manuellen Prozess nicht lieferbar ist."
Das Interesse an der künstlichen Haut ist groß; mehrere Firmen wollen sogar selbst eine automatische Produktion nach dem Stuttgarter Vorbild aufbauen. Und die Fraunhofer-Forscher schmieden schon Pläne für die Zukunft: Sie wollen Anlagen bauen, die auch andere künstliche Organe herstellen. Zum Beispiel Knorpelgewebe.
Video des Fraunhofer-Instituts 'Die Hautfabrik' (WMV)