Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 33 reacties

Het is wetenschappers gelukt om weefsels te printen met behulp van een speciale 3d-printer. Met de printer kunnen structuren voor levende weefsels worden geprint, zoals een oor of een kaakbeen. De gepresenteerde resultaten zijn allemaal gemaakt met behulp van proefdieren.

Het doel is om uiteindelijk weefselmateriaal te printen en dat te gebruiken bij mensen. In dit geval werden 3d-geprinte structuren geïmplanteerd in proefdieren, waarna de structuren tot wasdom kwamen met functioneel weefsel inclusief een stelsel van bloedvaten. De structuren hadden het juiste formaat en de juiste sterkte om in de toekomst in mensen toe te passen.

Het verschil met het door onderzoekers van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine ontwikkelde apparaat en 'standaard' organenprinters, is dat deze printer structuren kan printen die sterk genoeg zijn om in het lichaam te implanteren. De Integrated Tissue and Organ Printing System, kortweg ITOP, werd ontwikkeld over een periode van tien jaar.

De printer print niet alleen het ondersteunend weefsel in de vorm van afbreekbaar, plasticachtig materiaal, maar ook de op water gebaseerde gels die de juiste cellen bevatten. De sterke, tijdelijke buitenstructuur houdt de cellen bij elkaar.

Celstructuur

De moeilijkheid bij het printen van organen zoals nieren of structuren zoals een oor, is dat de cellen in de structuren vaak niet lang genoeg 'leven' om met het lichaam te integreren. In dit geval wordt er in de structuur ook een rooster van microkanaaltjes aangelegd. Die microkanaaltjes zorgen voor het vervoer van voedingsmiddelen en zuurstof naar de nieuwe levende structuren toe. Zo vormt zich op den duur ook een bloedvatsysteem.

Dat laatste was een lastig probleem. Het was al bekend dat levende celstructuren kleiner dan 200 micrometer moesten zijn om te overleven zonder eigen bloedvaten. In dit onderzoek was het gelukt een klein oor van bijna 4 centimeter te laten groeien. In het oor was al na een maand bloedvatvorming zichtbaar.

Daarmee lijkt de gebruikte samenstelling van de gels ervoor te zorgen dat cellen in leven blijven en dat bloedvaten groeien. De oren uit deze tests werden door de onderzoekers onder de huid van muizen geïmplanteerd, waar ze verder groeiden. Ook experimenteerden de onderzoekers met het laten groeien van zachte structuren, zoals geprint spierweefsel dat geïmplanteerd werd in ratten.

Ook werd een geprint kaakbeen met menselijke stamcellen gemaakt. Om het groeien van botmateriaal te testen, werden ook stukjes geprint schedelbot in ratten geïmplanteerd. Na vijf maanden had zich een vaatstelsel gevormd.

De paper staat in Nature Biotechnology.

Het printen van een kaakbot

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (33)

Na alle reacties gelezen te hebben, blijkt dat het niet voor iedereen duidelijk is wat zo'n bio-3D-printer doet. Staat ook niet erg duidelijk in het artikel naar mijn mening.

Voor lichaamsmateriaal heb je cellen nodig. Cellen zijn opgebouwd uit fosfolipiden, een celkern met DNA en een hťťťlehoop eiwitten en andere stoffen. Veel te klein en te complex om (met de huidige en in de te voorziene toekomst beschikbare) te printen met een 3D-printer. Wanneer dat gesuggereerd wordt, heeft iemand de wetenschappelijke bronartikelen niet goed begrepen.

Hoe werkt dit dan wel? Wat deze 3D-printers doen, is een matrix bouwen. Zo'n matrix is een soort mal die aan alle voorwaarden voldoet om voor lichaamseigen cellen een fijne plek te zijn. Zo moet bijvoorbeeld de adhesie van lichaamscellen aan de matrix in orde zijn en moeten er poriŽn zijn om alle nutriŽnten/bouwstoffen naar hun bestemming te kunnen laten diffunderen. In deze printer leggen ze wel direct dierlijke cellen in de hydrogel die op de matrix wordt aangebracht.

Zie het zo: je maakt een gespreid bedje in de juiste fysieke vorm (bijvoorbeeld een oorschelp of een nierverzamelbuis) en je hoopt dat je eigen cellen (al dan niet stamcellen) zich hierop willen vestigen en uitgroeien tot het beoogde orgaan. Je kunt dit een beetje helpen door al van tevoren verzamelde cellen als startdosis via de hydrogel aan te brengen op de matrix. De cellen zelf worden gewoon in je lichaam/dat van een proefdier gemaakt via de natuurlijke weg, waarop ze eerst verwijderd worden om later in de hydrogel gestopt te kunnen worden.

Tot nu toe kon je zo'n matrix alleen in (waarschijnlijk platgespoten) proefdieren implanteren omdat ze anders stuk gingen. Deze 3D-printer kan dus matrices bouwen die sterk genoeg zijn om in te bouwen in een bewegend organisme zonder teveel in te leveren op 'gastvrijheid' voor de nieuwe lichaamscellen.

Dit is (ondanks mijn relativering) een grote vooruitgang; dit betekent namelijk dat hiermee je eigen lichaamscellen op het nieuwe orgaan nestelen en daarna uitgroeien in plaats van die van een proefdier. Een nadeel van proefdieren is dat die hun eigen DNA hebben, wat lichaamsvreemd is en dus aangevallen wordt door je immuunsysteem. Dit moet je dan onderdrukken met zware immunosuppresieve medicatie, wat je niet voor de lol de rest van je leven doet.

tl;dr
Wat doet dit dus wel: lichaamseigen cellen laten uitgroeien op een 'mal voor gevorderden'.
Wat doet dit niet: kant-en-klare organen printen vanuit losse grondstoffen.
Is dit desalniettemin goed nieuws: jazeker!

[Reactie gewijzigd door tijnvw op 15 februari 2016 23:50]

Wat volgens mij al vaak foutief begrepen word is dat 3d printen 1 techniek is. Men noemt alles tegenwoordig 3d printen! Eigenlijk is dat "printen" zelf niet meer dan een x-y tafel met een mogelijkheid op verschillende niveaus (z).

Eigenlijk zijn Šlle ontwikkelingen die zich voordoen in de 3-d print wereld nieuwe materialen. Of zoals in dit geval een nieuwe samenstelling van de gel voor een steviger membraam (of mal, of skelet).

Lichtelijk offtopic:
Metaal printen is overigens andersom. Daar start je met een volledig gevulde laag materiaal en smelt je aan elkaar wat je wilt behouden in het eindproduct. Je "printkop" is in dat geval dus een laser.
Naar aanleiding van je post heb ik wat dingen aangepast, zodat het niet meer lijkt alsof het ondersteunend materiaal ook 'levend' geprint wordt. Dat had inderdaad soms zo gelezen kunnen worden.

En dank voor de uitgebreide uitleg over de werking van een 'bioprinter' :)

* letatcest nam wellicht iets te veel voorkennis aan...
Wegens een erfelijke aandoening ga ik mogelijk ooit nog eens een nieuwe nier nodig hebben. Dan zou het erg mooi zijn als-ie even geprint kan worden.
Ik hoop het voor je! Al zit een nier dusdanig ingewikkeld in elkaar dat als het geprint kan worden het wel 1 van de laatste zal zijn. Een bot zit redelijk simpel in elkaar en de cellen zijn goed buiten het lichaam te kweken (mesenchymale stamcellen) en te differentieren naar botcellen. Daarnaast heeft een bot een grote regeneratieve capaciteit (als je je been breekt heelt dat meestal vanzelf weer). Het grootste probleem is de bloedtoevoer en daar komen ze steeds verder mee gelukkig.

De geneeskunde gaat (is eigenlijk al) fundamenteel veranderen de komende decennia!

[Reactie gewijzigd door Bartske op 15 februari 2016 23:00]

Dat hoop ik voor je. Persoonlijk ben ik daar van overtuigd en dat gaat sneller dan we zullen verwachten volgens een kennis uit die onderzoekswereld.
Ligt er maar zeer aan op wat voor erfelijke afwijking jou aandoening gebaseerd is. Wat deze printer namelijk niet doet, is DNA of iets dergelijks printen; de nieuwe orgaanmatrix wordt gevuld met lichaamseigen cellen.
Aan de ene kant kan dit een enorm nadeel zijn, aan de andere kant zou je bij het verkrijgen van nieuw DNA automatisch de rest van je leven aan de afweeronderdrukkers zitten; dat wil je absoluut niet indien niet strikt noodzakelijk.
Je weet hoe het gaat toch? Beesten voor dieren ;(
Een mooi techniek om mensen te helpen , hopend dat het in de toekomst betaalbaar wordt voor iedereen.

Ik denk ook vooral in de cosmetica wereld dat er veel vragen naar is, aangezien vele mensen altijd jong eruit willen zien, een stuk oude huid vervangen met een nieuwe.

Donor worden in de toekomst is dan denk ik overbodig, alleen nu nog ervoor zorgen dat de cellen afstemmen met de host of hebben zij deze al ontdekt?

@Dapi
De e-mails blijven nu krijgen men ander soort inhoud ... zoals " nu reageren en je krijgt gratis een verlenging " :+ ...

Cheers,

JLM
Of ook 'echte kunstmatige' huid om cosmetica op te testen
Nivea - dermatologisch getest op geprinte huid. :P
"@Dapi
De e-mails blijven nu krijgen men ander soort inhoud ... zoals " nu reageren en je krijgt gratis een verlenging " :+ ...

Cheers,

JLM"

Verlenging van wat?! :Y) O-) :O

[Reactie gewijzigd door Tourmaline op 15 februari 2016 19:51]

moet je hem wel even downloaden en uitprinten...
Beetje bij beetje komen we steeds dichterbij ;)
Het zal nog wel even duren voordat het echt toegepast kan en gaat worden..

[Reactie gewijzigd door nick lunenburg op 15 februari 2016 20:20]

En weer 30.000 proefdieren verder...
Zoals ik hierboven al zei: Beesten gaan voor dieren, helaas ;(
Doh!!!! Print dan eerst een proefdier....
Die uitdaging nemen ze aan.
Maar wat doen we dan met de ziel of liever
hoe lossen we het probleem van de ziel op?
Die kunnen we niet even printen, ben ik bang.

[Reactie gewijzigd door Baronio op 15 februari 2016 23:02]

Zodra het diertje ook een ziel krijgt is het net zo barbaars om het weer als proefdier te gebruiken. Moeilijk verhaal dit.
Erg interessante ontwikkeling! Ik denk hierbij niet direct aan levensverlenging (zoals hierboven genoemd), maar wel zijn er genoeg operaties waarbij een stuk weefsel, bijvoorbeeld een goed functionerend bloedvat of huid, van elders in het lichaam wordt overgeplaatst. Met natuurlijk twee operatiewonden tot gevolg. Synthetische alternatieven zijn het vaak minder effectief. Dit zou op termijn wel eens een goed alternatief kunnen zijn.

Over nieuwe neuzen en oren (welke bijv verwijderd zijn tgv huidkanker) gaan we het nog maar even niet hebben... Of bijvoorbeeld het vervangen van het os naviculare (met bloedvoorziening) in de hand, dat bij een breuk niet altijd goed wil genezen

[Reactie gewijzigd door Pepper92 op 15 februari 2016 19:30]

Hoor ik robotten met levend weefsel? Skynet, here we come! :D
Zijn we dan nu eindelijk verlost van die penisverlenging-emails?
.. of juist niet?

nvm. Niet jullie humor merk ik.

[Reactie gewijzigd door DaPi op 15 februari 2016 18:51]

:) :) valt mee, alleen die mails zijn denk ik afhankelijk van je abbonementen als je begrijpt wat ik bedoel ;) :D
Je hoort hier depressief te reageren :*)
Hoe oud gaan mensen hier wel niet mee worden, en wat doen we met de overbevolking?
Damn, opeens komen een heleboel Southpark afleveringen bij elkaar in mijn hoofd.
Hoezo overbevolking? Iedereen netjes sterliseren bij geboorte of vlak daarna en optioneel 1 kind tijdens je leven dmv cloning, ki of iets dergelijks.

Maar goed je kunt natuurlijk niet voor eeuwig leven. Zelfs als ze nieuwe hersenen zouden kunnen printen dan Ben je natuurlijk een nieuw persoon omdat alles opnieuw geleerd moet worden. Misschien kunnen ze Dan wel een brein printen van iemand met een hoog IQ zodat het leerproces verkort wordt. Zoveel mogelijkheden.
Mensen kunnen ouder worden maar gezondheidszorg is soms nu al te duur. Veel nieuwe technieken zullen eerst spotgoedkoop moeten zijn willen ze op grote schaal toegepast kunnen worden.
Yessss
Nieuwe knieŽn :9
de negatieve moderaties tonen al aan hoe tegenwoordig gedacht wordt.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Samsung Galaxy S7 edge Athom Homey Apple iPhone SE Raspberry Pi 3 Apple iPad Pro Wi-Fi (2016) HTC 10 Hitman (2016) LG G5

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True