Naar de content

Bot uit de bioprinter

UMC Utrecht

Een druk op de knop van de 3D-printer drukken voor een nieuwe knie? Zo simpel is het helaas niet. Maar het printen van driedimensionale implantaten met levende cellen, die de structuur van kraakbeen of bot nabootsen, gaat veel betekenen voor de regeneratieve geneeskunde. De technologie is volop in ontwikkeling.

30 april 2014

Het zijn de eerste voorzichtige stapjes in een nieuw wetenschapsveld die Wouter Dhert en zijn onderzoeksgroep van de afdeling Orthopedie van het UMC Utrecht de afgelopen jaren zetten. Als één van de weinigen in de wereld beschikt hun afdeling over een ‘bioprinter’: een speciale 3D-printer die levende weefsels fabriceert.

Levende cellen

Het apparaat werd aangeschaft met geld uit het TeRM programma. Voornaamste doel: de technologie geschikt maken voor botherstel. “De investering heeft het onderzoek naar bioprinten een stevige impuls gegeven”, zegt Dhert, hoogleraar Regeneratieve Geneeskunde. Zijn groep wil met de bioprinter implantaten met levende cellen printen, die de structuur van echt bot nabootsen. De ‘inkt’ bestaat uit een gel met cellen of eiwitten.

Het 3D-printen is nu op de top van de hype. Sla een willekeurig tijdschrift open en je leest over het printen van wapens tot aan volledige grachtenpanden. Sommige verwachtingen zijn, op zijn best gezegd, onrealistisch. Hoe zit dat met het printen van levende weefsels met de bioprinter? Verwachten we niet te veel?

Laagje voor laagje print het apparaat de gewenste driedimensionale vorm.

UMC Utrecht

Dhert: “Levend weefsel printen, dat klinkt fantastisch. Maar het is zeker geen kwestie van een druk op de printknop en er rolt een stuk bot uit de printer. Laat staan een volledige knie”, waarschuwt Dhert. “Het gaat hier om een biologisch construct met een bepaalde organisatie waar levende cellen aan zijn toegevoegd. Een construct dat daardoor makkelijk uitgroeit tot een levend weefsel.”

In onderstaand filmpje is te zien hoe de printer in de toekomst een implantaat kan printen met zowel bot- als kraakcellen om een gat in de knie op te vullen.

Voorlopig is het printen met levende cellen nog te uitdagend voor de behandeling van patiënten. De bioprinter staat daarom op het laboratorium, voor onderzoek. Het is al gelukt om de gel laagje voor laagje uit te printen tot de gewenste driedimensionale vorm. Op de volgende stappen wordt nog gestudeerd. Neem bijvoorbeeld de printtemperatuur: die moet precies goed zijn om te voorkomen dat cellen sterven tijdens het printen.

Schedel

Als onderzoekers eenmaal handigheid hebben in het technische printproces, en als ze weten welke materialen goed printbaar zijn, dan kan het apparaat door naar de OK. Wie er als eerste baat hebben bij het gebruik van de bioprinter? Dhert denkt aan het reconstrueren van stukken van de schedel of de kaak. Daar waar de schade te groot is om vanzelf dicht te groeien, bijvoorbeeld als gevolg van een auto-ongeluk. Maar ook tumoren kunnen na verwijdering door de chirurg grote gaten in een bot achterlaten.

Onderzoekers van het UMC Utrecht bij de bioprinter (Wouter Dhert staat niet op de foto).

 Universiteit Utrecht

Ziekenhuis

Wanneer de bioprinter tot de standaarduitrusting van het ziekenhuis zal behoren is moeilijk te zeggen. Dhert verwacht wel binnen een paar jaar materiaal met levende cellen te kunnen printen. Hij denkt dat het niet duurder hoeft te zijn dan een transplantatie met patiënteigen cellen. Waar het nu om gaat is vast te stellen of de klinische resultaten beter zijn dan een ‘gewone’ bottransplantatie. Dat zal onderzoek moeten uitwijzen.”

ReactiesReageer