Waarom 3D organen nog niet van de lopende band rollen

3D printen gaat geld besparen en levens veranderen, zo is de belofte. Maar er rollen nog geen organen van de lopende band. De hamvraag is hoe laat je geprint weefsel echt leven?

3D organen printen3D printen van organen of bio-printing kwam pas aan het eind van de 90’er jaren opzetten. Toen construeerden wetenschappers van de Wake Forest Institute for Regenerative Medicine 3D-bouwstenen voor een blaas. Begin 2000 lukte het Thomas Boland om een inkjetprinter te ontwikkelen waarmee je ‘biologische’ inkt (inkt gemaakt uit celweefsel) kan printen. Overigens werd de eerste bio-drukkerij pas in 2007 opgericht toen Organovo een ​​functionele lever wilde ontwikkelen.

Hoe werkt het?
Een 3D printer spuit met zijn specifieke cartridges en sproeiers laag voor laag plastic tot een bepaalde vorm. Een Biologische 3D printer doet hetzelfde met ‘biologische inkt’ dus tot zover niets nieuws. Toch zijn er enkele fundamentele verschillen tussen gewoon 3D en Biologisch 3D printen die het maken van organen bemoeilijken.

1e Alle organen zien er in principe hetzelfde uit maar ze verschillen per individu. Daarom moet er eerst met een CT-scansof MRI bepaald worden hoe iedere cel in het orgaan is geplaatst. Die scan kan vervolgens als blauwdruk gelden voor de in te stellen printsoftware.

2e Organen moeten geprint worden uit menselijke cellen en specifieke bindmiddelen. Je hebt dus celmateriaal nodig (stamcellen of zogenoemde bioengineered materialen) dat niet afgestoten wordt.

3e Objecten die uit de printer komen, kunnen niet direct geïmplanteerd worden in het menselijk lichaam. Ze moeten eerst de couveuse in waar de cellen kunnen samenklonteren en (leren) samenwerken.

Dit laatste is precies de kern van het probleem zoals Anthony Atala in zijn Ted Talk [zie ook hieronder] duidelijk maakt. Is het al een hele klus om printbaar materiaal te vinden dat buiten het lichaam kan groeien, het moet ook nog eens één geheel worden. Met andere woorden: Je kunt wel alle cellen voor een hartklep of kamer op de juiste manier in elkaar zetten, maar hoe zorg je ervoor dat het ook gaat ‘leven’?

Brandende vragen

  • Hoe zorg je ervoor dat 3D geprinte cellen zich gedragen als echte cellen?
  • Hoe maak je bloedvaten.
  • Hoe druk je ze af, die lange, dunnen, buisvormige bloedvaten die nodig zijn om het orgaan van bloed en zuurstof te voorzien.

Natuurlijk er wordt volop geexperimenteerd Een team van Brigham and Women’s Hospital probeert bijvoorbeeld bloedvaten te ‘maken’ op basis van het suiker molecuul agarose. En Harvard onderzoeker Jennifer Lewis werkt aan printbare organen die al zijn voorzien van kleine ruimtes waar bloed en voedingsstoffen door heen kan stromen. Men zit dus niet stil.

Eendagsvliegen of
3 D printen Worden er al organen geprint dan zijn het eendagsvliegen die na een paar dagen stukgaan, afsterven.
Toch is er hoop.
Kijk naar het ‘net echte oor’ dat Cornell bioengineers maakte uit levende cellen en injecteerbare gels. Een oor dat het nog doet ook.

Nog even wachten
Vast en zeker komt er een tijd waar weefsel, organen of lichaamdelen op bestelling geprint worden. Waar een gewonde patient wordt binnengebracht, en waar een scanner de wonden ‘bekijkt’ en per omgaande bij de 3D printer een bestelling plaatst voor het benodigd materiaal. Waar de printer fabriceert en de chirurg ter plekke transplanteert.

Dit artikel is een samenvatting van de TEDtalk van Anthony Atala

Bron

Advertenties