Bio-Printer Creates Living Body Parts

Hoop op gemakkelijkere en betaalbaardere transplantatieoperaties neemt toe dankzij een nieuwe bioprinter die levende cellen kan gebruiken om lichaamsdelen in 3D te printen. Amerikaanse onderzoekers beschreven in Nature Biotechnology hoe zij deze techniek gebruikten om oor-, bot- en spierstructuren te laten groeien uit plasticachtige materialen en levende cellen die overeenkomen met die van mensen, ratten, muizen en konijnen. De levende cellen zouden fungeren als inkt, waardoor het mogelijk wordt om menselijk weefsel in het laboratorium te produceren.

Tot nu toe is deze technologie alleen op dieren getest, en als het ook voor mensen succesvol zal zijn, zal het een game-changer betekenen voor transplantaties. Bioprinters zouden kunnen worden gebruikt om kraakbeen en botten van gewonde patiënten te vervangen met hun eigen cellen. Wetenschappers doen al minstens twee decennia onderzoek op dit gebied, maar hebben nooit betrouwbare systemen bereikt. Een Australisch bedrijf heeft al hersenweefsel met een 3D-printer ontwikkeld, maar de structuur bleek onstabiel en te eenvoudig om bij mensen te implanteren. Dankzij deze geavanceerde, op maat gemaakte printer lijkt dit echter geen probleem meer te zijn.

Het team van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine heeft een decennium gewerkt aan hun nieuwe bioprinter, genaamd ITOP: Integrated Tissue and Organ Printing System. Deze revolutionaire printer creëert de structuren door lagen van celhoudende gels en biologisch afbreekbare, plasticachtige massa op elkaar aan te brengen. Vervolgens wordt een tijdelijke buitenste schil van polymeer toegevoegd om de structuur te ondersteunen tijdens de implantatie. Eenmaal ingebed in een organisme blijven de cellen in leven en degradeert het plasticachtige materiaal geleidelijk. Ondertussen scheiden de cellen een ondersteunende matrix af om de vorm van de structuur te behouden. Op deze manier worden de cellen zelfvoorzienend en hebben ze geen ondersteunend materiaal meer nodig. De nieuwe organen hebben de grootte, structuur en dimensie voor menselijk gebruik en als ze getransplanteerd worden, zouden ze gekoloniseerd worden door bloedvaten en beginnen te ontwikkelen, rijpen en autonoom herstellen.

De onderzoekers printten mensgrote oren en implanteerden deze in muizen om de bloedtoevoer en de vorming van kraakbeenweefsel te onderzoeken, wat binnen twee maanden plaatsvond. Vervolgens implanteerden ze spierweefsel in ratten en konden ze binnen twee weken zenuwvorming waarnemen.

Het onderzoek werd ondersteund door het US Armed Forces Institute for Regenerative Medicine. Anthony Atala, directeur van het Wake Forest Institute in Winston-Salem, North Carolina, beschreef de bioprinter als een essentiële technologie: “Het kan stabiel, mensgroot weefsel van elke vorm fabriceren. Met verdere ontwikkeling zou deze technologie mogelijk kunnen worden gebruikt om levend weefsel en orgaanstructuren te printen voor chirurgische implantatie”.

Bron: The Guardian. Afbeelding: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine