Bioprinter
Mit Bioprintern wollen Wissenschaftler transplantierbare Gewebe und Organe drucken. Im Angebot stehen Haut, Herz, Knorpel – und Hornhäute.
Ein menschliches Ohr: Organe aus dem 3D-Drucker.
Es ist ein uraltes Motiv: Der Mensch zögert den eigenen Tod hinaus, indem er seinen vergänglichen Körper künstlich erneuert. Die alte Sehnsucht erhält nun eine neue Technologie: Bioprinter sollen 3D-Drucke von menschlichem Gewebe und Organen herstellen. Optimisten rechnen, dass Chirurgen in zehn Jahren gedruckte Nieren und Leber transplantieren. Realisten gehen von 50 Jahren aus. Pessimisten sagen, es sei unmöglich, Blutgefässe zu drucken. Erste Erfolge sind aber beachtlich: Anfang 2020 liess eine US-Firma auf der Internationalen Raumstation ISS in einem 3D-Bioprinter ein Stück menschliches Gewebe drucken. Forscher der britischen Universität Swansea druckten aus haltbarem, regenerativem Biomaterial menschliche Knochen. Aus Stammzellen druckten südkoreanische Forscher den Prototypen einer Hornhaut. An Schafen haben australische Forscher ein Verfahren getestet, bei dem sie gedruckten Knorpel in kaputte Gelenke implantieren. Israelische Wissenschaftler kultivieren Fettzellen, die sie zu Herzzellen umprogrammierten. Damit druckten sie ein dreidimensionales Herz. Als Vorlage diente ein reales menschliches Herz. Blut pumpen kann das 3D-Herz nicht, es ist nicht grösser als ein Kaninchenherz. Nun wollen es Forscher an Tieren testen. Selbst wenn es so rasch nicht gelingen sollte, transplantierbares menschliches Gewebe zu drucken, scheint die Entwicklung nützlich: Medikamente und Kosmetika können günstiger und sicherer an gedrucktem Gewebe getestet werden. Bioprinter sind in der Lage, reale Tumore zu duplizieren – was die gezielte Suche nach einem Medikament beschleunigt.
Beton
Ein lebendiger Baustoff, der sich selber repariert, der Luft das Kohlendioxid entzieht – und sich auf dem Mars vervielfachen soll: US-Forscher haben diesen Beton entwickelt.
Flickt sich selbst: Lebender Beton.
Nur Wasser wird von Menschen häufiger verwendet als Beton. Ohne diesen Baustoff aus reinem Sand und Bindemitteln wie Zement gebe es keine Hochhäuser, keine Städte, keine Tunnels, keine Brücken. Bei der Herstellung von Zement entweicht allerdings reichlich CO2 in die Luft, etwa acht Prozent der globalen Treibhausgasemissionen. Der grosse Bedarf an reinem Sand bedroht Strände und Flussbetten. Mit der Zeit zerfällt Beton, nötig sind teure Renovationen. Amerikanische Forscher der University of Colorado in Boulder gehen diese Probleme an. Im Januar 2020 stellten sie einen lebenden Beton vor, hergestellt aus handelsüblicher Gelatine, Sand und Cyanobakterien – grünen Mikroben, die in feuchter Umgebung gedeihen und ihre eigene Nahrung herstellen. Die Bakterien wachsen in einem Gerüst aus Sand und Gel, vermehren und mineralisieren sich, ähnlich wie Muscheln im Meer heranwachsen. Wobei die Bakterien aus der Luft CO2 absorbieren und Kalziumkarbonat herstellen – der zentrale Bestandteil von Zement. Der lebende Beton hat etliche Vorteile: Statt CO2 auszustossen, entzieht er der Luft das Kohlendioxid. Er ist in der Lage, selbstheilend Risse zu flicken. Der Sand muss nicht rein sein wie bei herkömmlichem Beton. Ein Problem gibt es noch zu lösen: Die Bakterien sind auf eine feuchte Umgebung angewiesen. Die Forscher verändern sie nun gentechnisch, damit sie in trockener Umgebung gedeihen. Zumal sie dereinst in Raumschiffen auf den Mars transportiert werden sollen, um dort Baustoffe herzustellen. Sand hätte es genug.
Weiterdenken
Unternehmer fragen nicht «Warum?», sondern «Warum nicht?». Die Credit Suisse setzt sich für unternehmerisches Engagement ein. Von Anfang an.
Unternehmerinnen und Unternehmer denken weiter. Sie sehen Chancen, wo andere Risiken und Widerstände sehen, sie sehen Geschäftspotenzial, wo andere nichts sehen. Sie sind stets auf der Suche nach Opportunitäten. Denn sie wissen: Es gibt nichts, was man nicht besser, schlauer, schöner machen kann. Aus Pilzen wird Verpackungsmaterial, aus Plastikmüll Turnschuhe oder mit einem 3D-Drucker werden Zellstrukturen gedruckt. Unternehmer sind inspirierend und gestalten die Zukunft. Sie fragen nicht «Warum?», sondern «Warum nicht?». Als Bank für Unternehmer sind wir ein Partner, der sich für unternehmerisches Engagement einsetzt. Unsere ausgewiesenen Spezialisten unterstützen Unternehmerinnen und Unternehmer sowohl privat als auch geschäftlich von Anfang an: von der Gründung über die Expansion bis hin zur Nachfolge. Wir glauben an die Kraft unternehmerischen Schaffens und bieten für jede Phase Lösungen, die einen konkreten Nutzen für Unternehmer und ihre Firmen stiften.
Quantencomputer
Forscher entwickeln Rechner, welche die gesamte Komplexität fassbar und kontrollierbar machen. Führend sind Google und IBM.
Höchstleistung bei –273 Grad: Quantencomputer.
Es ist ein alter Traum der Menschheit: eine Maschine zu bauen, die unendlich viele Variablen und Daten verbindet, verarbeitet, verrechnet – und daraus gesicherte Prognosen erstellen kann. Trotz leistungsfähigeren Prozessoren schaffen das klassische Computer nicht. Dazu nötig wären Quantencomputer. Das sind nicht etwa binäre Rechner, die superschnell die Werte 0 und 1 verarbeiten. Viel eher bedienen sie sich der Quantenphysik, verarbeiten Qubits statt Bits und überlagern Quantenzustände. Dabei schaffen sie jede beliebige Kombination. Solche Computer zu bauen, ist hoch komplex. Es ist nötig, fragile Teilchen elektromagnetisch abzuschirmen, unter ein Vakuum zu setzen und die Temperatur auf minus 273 Grad Celsius zu bringen, auf den absoluten Nullpunkt. Etliche Start-ups sowie kapitalkräftige Konzerne wie Google und IBM entwickeln Quantencomputer. Sie verzeichnen erste Durchbrüche, stehen aber noch am Anfang. Vergleichbar mit dem Beginn des Computerzeitalters in den Vierzigerjahren, als noch Lochkarten die Rechner steuerten. Was Quantencomputer verheissen, ist vielversprechend: Sie könnten den Verlauf einer Pandemie exakt abbilden und wären in der Lage, Medikamente und Impfstoffe rascher zu entwickeln, indem sie das Zusammenspiel komplexer Moleküle abbilden und simulieren. Mit Hilfe von Quantensensoren beurteilen sie bei Menschen ein Krankheitsrisiko. Quantencomputer könnten die hohe Komplexität selbstfahrender Autos bewältigen, auf der molekularen Ebene neue Materialen anfertigen sowie die Risiken von Portfolios erkennen.
Pilze
Während Plastik in den Ozeanen zum Problem wird, füttert das Verpackungsmaterial aus Pilzen Fische. Dahinter steht ein Ingenieur, der in der Natur eine leistungsstarke Maschine sieht.
Wachsen und zerfallen: Myzel-Zellen von Pilzen
Plastik brachte den amerikanischen Bauernsohn zu den Pilzen. Und Schweine, mit denen Eben Bayer im US-Bundesstaat Vermont aufwuchs. Meere wollte er von Kunststoffen befreien, das Leid der Tiere beenden. Er zog nach New York und begann, auf Long Island Myzel zu züchten. Das sind die Wurzelstrukturen von Pilzen, ein natürliches Produkt, das wie Holz oder Knochen mit der Zeit zu Staub zerfällt und von der Erde aufgenommen wird. Tötet Plastik im Ozean Delfine, wird Myzel zu Fischfutter, wenn es in die Meere gelangt. Konzerne wie Ikea oder Dell ersetzen Styropor durch Myzel. Etliche Kosmetikfirmen haben ihr gesamtes Verpackungsmaterial auf Pilze umgestellt. Zumal es kostengünstig, wärmeisolierend und wasserbeständig ist. Bayer studierte am Rensselaer Polytechnic Institute im US-Bundesstaat New York Maschinenbau – und erkannte in der Natur die grösste ungenutzte Maschine. Über die Jahre veränderte er Organismen genetisch, damit biologische Strukturen heranwachsen, die passgenau die Ansprüche der Kunden erfüllen. Mittlerweile hat der 34-jährige Unternehmer über 40 Patente in 31 Ländern eingetragen. Möbel zu verpacken, reicht ihm nicht. Aus Myzel stellt er schmackhaften Speck und vegane Steaks her. Leder ersetzt er mit einem flexiblen MyzelKunststoff. Sein Ziel: Organe aus Pilzen zu ziehen. Wobei ihn ein persönliches Erlebnis antreibt: Sein Sohn kam mit zu kleinen Lungen zur Welt und verharrte 100 Tage auf der Intensivstation. Als er um dessen Leben bangte, entschied er, künstliche Lungen zu entwickeln.Quote: Speck, Steaks - und als nächstes künstliche Organe?