Dankzij de steeds evoluerende technologie van 3D-printen hebben wetenschappers eindelijk een manier gevonden om hun eigen organen en protheses voor hun patiënten te maken. Maar wist je dat een aangepaste 3D-printer dit mogelijk maakte?
In 2019 kon een groep wetenschappers van de Tel Aviv University met succes een menselijk hart printen met behulp van de cellen van een patiënt. De gebruikte biologische materialen zouden volledig overeenkomen met de immunologische, cellulaire, biochemische en anatomische eigenschappen van de patiënt.
Wat is 3D-bioprinten?
3D-printen is een vorm van productie die menselijke cellen en andere biocompatibele materialen gebruikt als inkt of bio-inkten om levende structuren laag voor laag te printen, die het gedrag van natuurlijke levende systemen nabootsen.
Deze biogedrukte structuren worden vaak gebruikt om te bestuderen hoe een bepaald orgaan buiten het lichaam functioneert. De geometrie van een biogedrukt systeem is zeer vergelijkbaar met die van een natuurlijk orgaan en nauwkeuriger voor gebruik in het veld van weefselengineering en bio‑engineering. Het bioprintproces wordt ook toegepast in farmaceutisch onderzoek en ontwikkeling.
Binnenkort zal bioprinten worden gebruikt voor klinische toepassingen zoals huidtransplantaties, bottransplantaties, implantaten, biomedische apparaten, en ja, zelfs 3D-geprinte organen. (Bron: Allevi by 3D Systems)
Hoe kunnen 3D-geprinte organen levens redden?
Duizenden patiënten wachten momenteel op organen om hun leven te verlengen, maar door wereldwijde orgaantekorten en een beperkt aantal orgaandonoren sterven verschillende van deze patiënten voordat een transplantatie beschikbaar is. Terwijl weefselengineering nog een nieuw vakgebied is, ontwikkelen biomedische ingenieurs revolutionaire oplossingen via 3D-geprinte orgaanstructuren die fungeren als steunen die kunnen helpen beschadigd weefsel te regenereren.
De technologie achter deze vooruitgang zal uiteindelijk leiden tot de creatie van kunstmatige organen die de noodzaak van een levende orgaantransplantatie kunnen vervangen. (Bron: The Conversation)
Het 3D-geprinte hart
In 2019 konden onderzoekers van de Tel Aviv University een hart 3D-printen met behulp van de cellen van een patiënt. Dit is een enorme doorbraak in 3D-bioprinten.
Dit is de eerste keer dat iemand, waar dan ook, met succes een volledig hart heeft ontworpen en geprint, compleet met cellen, bloedvaten, ventrikels en kamers. Op dit moment is ons 3D‑hart klein, ter grootte van een konijnenhart. Maar grotere menselijke harten vereisen dezelfde technologie. De biocompatibiliteit van ontworpen materialen is cruciaal om het risico op afstoting van implantaten te elimineren, wat het succes van dergelijke behandelingen in gevaar brengt. De cellen moeten een pompfunctie ontwikkelen; ze kunnen momenteel samentrekken, maar we moeten ze laten samenwerken. Misschien zullen er over tien jaar orgaanprinters zijn in de beste ziekenhuizen wereldwijd, en zullen deze procedures routinematig worden uitgevoerd.
Professor Tal Dvir, Moleculaire Celbiologie en Biotechnologie, Tel Aviv University
Het bioprinten van het hart omvat het oogsten van vetweefsel dat de buikorganen van de patiënt omringt. Het onderzoeksteam scheidde vervolgens de cellen in het weefsel van de extracellulaire matrix. De cellen werden daarna geprogrammeerd om als stamcellen te functioneren, met de extra mogelijkheid om zich te differentiëren tot hartcellen. De matrix werd vervolgens verwerkt tot een hydrogel en diende als bio‑inkt.
