01.04.2022

Hoden aus 3D-Druck sollen Kinderzeugung ermöglichen

Wissenschaftler in Kanada möchten mit 3D-Biodrucker die inneren Mechanismen menschlicher Hoden nachbilden, um Spermien im Labor zu produzieren.
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3D-gedruckte Hodenzellen bieten Hoffnung für männliche Unfruchtbarkeit. | © vladimirsukhachev

Nein, das ist kein Aprilscherz. Laut t3n ist es Wissenschaftler:innen in Kanada gelungen, Hodenkanälchen aus dem 3D-Printer zu drucken. Forscher:innen an der University of British Columbia haben eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, menschliche Hodenzellen in einer hohlen röhrenförmigen Struktur zu erzeugen. 

Die in real-size nachgefertigten Hodenkanälchen zeigen vielversprechende Hinweise darauf, dass sie tatsächlich in der Lage sein könnten, lebensfähige Spermien zu produzieren. Doch der Erfolg dieses Experimentes liege noch in der Zukunft, so die Forscher:innen. Trotzdem wolle man weiterforschen, um mit dieser Technologie Männern, deren Fruchtbarkeits-Probleme nur schwer oder gar nicht zu behandeln sind, zur Fortpflanzung zu verhelfen. 

15 Prozent aller Paare leiden an Fruchtbarkeitsproblemen 

Ein Großteil der Leiden und Kämpfe bei der Familiengründung dreht sich um Frauen und ihre Fruchtbarkeitsprobleme. „Unfruchtbarkeit betrifft aber 15 Prozent aller Paare. Und in mindestens der Hälfte dieser Fälle sind männliche Faktoren mitverantwortlich“, erklärt Ryan Flannigan, Assistenzprofessor für Urologie an der UBC. 

Im Rahmen der Studie wurden einem Patienten, der unter nicht-obstruktiver Azoospermie (NOA) leidet, Stammzellen aus den Hoden entnommen. NOA ist eine besonders herausfordernde Form der männlichen Unfruchtbarkeit, bei der keine Spermien im Samen des Patienten vorhanden sind. Die einzige Möglichkeit, um Samenzellen für ein In-Vitro-Fertilisations-Verfahren für NOA-Erkrankte zu gewinnen, sei ein chirurgischer Eingriff. Während dieser Prozedur wird nach auffindbaren Spermien in den Hoden gesucht, jedoch seien nur 50 Prozent dieser Eingriffe erfolgreich. Die andere Hälfte der Männer, für die keine Spermien gefunden werden können, haben derzeit keine Möglichkeit, ein eigenes biologisches Kind zu bekommen. Das sind die Patienten, denen Flannigans Team mit der neuen Technologie helfen möchte.

3D-Hoden-Druck könnte künstliche Spermienproduktion ermöglichen

Mit dem Ziel, einen weniger invasiven und erfolgreicheren Ansatz für die Behebung von Fruchtbarkeitsproblemen zu finden, haben UBC-Forscher:innen versucht, die entnommenen Hoden-Stammzellen in röhrenförmigen 3D-Strukturen zu drucken. Die Zellen überlebten nicht nur zwölf Tage in den künstlichen Röhren sondern waren zu spezialisierten Zellen für die Spermienproduktion herangereift und zeigten erste Anzeichen für die Fähigkeit, Spermien zu produzieren, so Flanningan. 

Als nächsten Schritt möchten die Wissenschaftler:innen versuchen, mit verschiedenen Wachstumsfaktoren und Nährstoffen die 3D-gedruckten Strukturen zur Samenproduktion anzuregen. 

Hoffnung für neue Fruchtbarkeitsbehandlungen

Die künstlichen Hodenkanälchen seien vor allem für die Befruchtung von Eizellen im Rahmen einer In-Vitro-Fertilisation revolutionär. „Wenn wir erfolgreich sind, könnte dies die Tür zu neuen Fruchtbarkeitsbehandlungen für Paare öffnen, die derzeit keine anderen Möglichkeiten haben“, sagt Flannigan.

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Die EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl | (c) Kathrin Gollackner Fotografie
Die EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl | (c) Kathrin Gollackner Fotografie

Der Anteil fossiler Energieträger bei Heizungen liegt im EU-Schnitt nach wie vor über 75 Prozent. Die Umrüstung muss aber in den kommenden 15 bis 20 Jahren erfolgen. Und dabei erfreuen sich Wärmepumpen immer größerer Beliebtheit. So ein System in einem bestehenden Gebäude zu installieren, kann das aber ganz schön aufwändig werden. EnerCube aus dem Salzburger Seekirchen am Wallersee setzt mit seinem Produkt hier an und wird dabei von der Austria Wirtschaftsservice (aws) unterstützt.

Gesamte Anlage in einem Modul

“Die Installation, Planung und Koordination eines gängigen Wärmepumpen-Systems für ein Mehrfamilienhaus braucht vor Ort zwischen 200 und 500 Stunden. Mit unserem System sind es nur etwa 100 Stunden”, erklären die beiden EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl. Und wie machen sie und ihr aktuell sechs Personen starke Team das? “Wir bauen die gesamte Anlage inklusive Heizraum in ein einziges, bei uns im Werk vorgefertigtes Modul, das etwa so groß ist, wie ein Autoparklplatz und vor dem Gebäude installiert wird”, erklärt Sutterlüty. Es müsse also kein Platz im Gebäude geschaffen werden und man könne auch im Winter umrüsten.

So sieht das Modul aus | (c) EnerCube

Bis zu 40 Wohneinheiten mit einer EnerCube-Einheit

Je nach Ausführung – EnerCube bietet drei verschiedene – können damit bis zu 40 Wohneinheiten beheizt werden – auch in voneinander getrennten Mehrparteienhäusern. “Durch eine optimierte Anordnung des Hydraulik- und Schichtspeichersystems, sowie den Einsatz hochwertigster Anlagenkomponenten, kommen wir auf 36 Prozent mehr Effizienz als durchschnittliche Systeme. Und mit einem FFG-geförderten und patentierten System haben wir den Schall um die Hälfte reduziert, damit die Anlagen selbst in eng bebauten Wohngebieten eingesetzt werden können”, erklärt Sutterlüty.

“Wir bleiben im B2B-Segment”

Aufgrund der Außeninstallation liegt der Fokus von EnerCube aktuell klar auf Mehrparteienhäusern im suburbanen Bereich. “Wir arbeiten aber auch an einer Lösung für den innerstädtischen Bereich”, verraten die beiden Gründer. Klar ist für sie aber: “Wir bleiben im B2B-Segment mit größeren Wohneinheiten. Dort ist unser System richtig skalierbar. Für Einfamilienhäuser gibt es schon kostengünstige Lösungen am Markt – da wollen wir nicht mitspielen. Bei großen Wohnanlagen tun sich andere Hersteller dagegen schwer mit standardisierten Lösungen.”

Großes Immobilienunternehmen erteilt Großaufträge

Und das Konzept geht wirtschaftlich auf. Im Februar 2023 gegründet, kommt EnerCube dieses Jahr auf zehn Module für insgesamt 200 Wohneinheiten – allesamt für ein bekanntes, großes Immobilienunternehmen. Im kommenden Jahr gibt es bereits Zusagen für Aufträge von über 30 Modulen. “Wir haben ein siebenstelliges Auftragsvolumen und sind Cashflow-positiv”, so Riedl.

Bis zu 80 Module im Jahr im EnerCube-Werk

Doch es gibt natürlich auch klare Wachstumspläne. Das maximale Produktionsvolumen in der Werkshalle in Salzburg liege bei 80 Einheiten pro Jahr, sagt der Gründer: “Wir haben auch schon Überlegungen für eine Produktionserweiterung.” Aktuell fertigt das Team seine Systeme hauptsächlich für Deutschland. Zielmarkt ist aber der gesamte DACH-Raum – und perspektivisch noch mehr.

“Ohne aws Preseed wäre das alles gar nicht möglich gewesen”

In der Finanzierung von all dem verzichtete EnerCube bislang auf klassische Startup-Investments. “Die Überlegung besteht aber für die Zukunft, um noch schneller skalieren zu können”, erklärt Riedl. Kapital von außen holte sich das Startup aber durchaus. “Wir haben das Material für unseren Prototypen über aws Preseed finanziert. Ohne das wäre das alles gar nicht möglich gewesen. So konnten wir schon aus der Garage hinaus das Produkt erfolgreich am Markt platzieren”, erzählen die Gründer.

Auch aws Seedfinancing und hilfreiche Workshops für EnerCube

Mittlerweile hat EnerCube auch eine aws-Seedfinancing-Förderung über die Programmschiene Innovative Solutions in Anspruch genommen, um den Ausbau voranzutreiben. Mit diesem Seed-Förderprogramm unterstützt die aws innovative Gründungsideen, die über die Unternehmensgrenzen hinaus einen positiven gesellschaftlichen Impact bewirken. Der Fokus liegt auf skalierbaren Geschäftsmodellen. Und auch sonst half die aws dem Startup in mehreren Bereichen weiter, wie Sutterlüty sagt: “Die Workshops waren für uns sehr hilfreich, etwa beim Thema IP. Das hat uns einen klaren Anreiz gebracht, Patente einzureichen und dieses Thema stärker anzugehen.” Denn auch bei der Weiterentwicklung des Produkts, hat EnerCube noch einiges vor.

*Disclaimer: Das Porträt entstand in Kooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws).

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