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. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 74 reacties, 13.514 views •
Submitter: SubSense

Britse onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om structuren met stamcellen te printen. Eerder werden al protheses en stukjes orgaan geprint, maar stamcellen bleken te delicaat voor het proces. De printer is een aangepaste cnc-machine.

In het verleden wisten onderzoekers al structuren te printen met verschillende zogeheten gedifferentieerde celtypen. Dat zijn cellen die een specifieke rol kunnen vervullen, zoals cellen die kraakbeen en bot vormen, cellen die bloedvaten vormen en levercellen. Die cellen zijn vrij robuust en worden in laboratoria gekweekt. Stamcellen daarentegen kunnen weliswaar gekweekt worden, maar voor 3d-printtechnieken bleken de niet-gedifferentieerde cellen te fragiel. Onderzoek van Britse wetenschappers van onder meer de Heriot-Watt universiteit brengt daar verandering in.

De wetenschappers ontwikkelden, in samenwerking met Roslin Cellab, namelijk een manier om de gevoelige menselijke stamcellen tijdens het 3d-printproces te beschermen. De cellen worden daartoe opgelost in een nutriëntenvloeistof en in 'printcartridges' geladen. De cartridges met vloeistof en stamcellen werden in een cnc-machine geplaatst, die kleine druppels in de gewenste patronen kan deponeren. De vloeistofvolumes kunnen gevarieerd worden: de kleinste druppels van 2nl bevatten slechts ongeveer vijf stamcellen.

Door de druppelpatronen en concentraties te variëren, zouden de stamcellen aangezet kunnen worden zich te differentiëren tot verschillende celtypes. Zo zouden verschillende soorten weefsel gemaakt kunnen worden. De geprinte stamcelweefsels zouden onder meer gebruikt kunnen worden om medicijnen te testen. Op langere termijn zouden zelfs organen gekweekt kunnen worden die voor transplantatie geschikt zijn.

Stamcelprinter

Reacties (74)

Reactiefilter:-174070+147+28+30
Moderatie-faq Wijzig weergave
Bizar eigenlijk, dat je onderdelen van het menselijk lichaam kan printen...
Die 3D printers zijn volgens mij echt een 'eureka' moment in de menselijke geschiedenis.
en een verschrikkelijk harde klap in het gezicht van alle vormen van geloof :-)

on topic: ik ben heel erg benieuwd hoe het proces van diffentiŽren precies in z'n werk gaat... in de natuur weten de cellen precies wat ze moeten doen, maar dat gaat hier niet zomaar op...

off topic: ik moest aan de South Park aflevering 'Eek a Penis' denken...
normaliter zijn cellen ex-vivo te differentieren door bepaalde cytokinen in verschillende verhoudingen toe te voegen. hoe ze dat hierbij doen weet ik niet zeker maar er zal vast een manier zijn om hetzelfde te doen alleen dan ook in deze 3d geprinte vorm
Cytokines zijn belangrijk, maar ook stuctuur van de omgeving blijkt belangrijk te zijn, zo blijkt uit onderzoek van mesa+/UTwente. Wellicht dat ze daar iets mee kunnen in de printer?
voor de differentiatie an sich weet ik niet of de structuur van de omgeving heel belangrijk is (in mijn veld in ieder geval niet). Maar als je organen wilt gaan "printen" Lijkt het me persoonlijk niet meer dan logisch dat dit belangrijk is.
Als de cellen op een soort van raster/frame (bij gebrek aan het goede woord) geprint kunnen worden is daar denk ik wel rekening mee te houden.
Hoe echter de juiste cellen dan de juiste kant op differentiŽren onder die omstandigheden vraag ik mij dus af.
De juiste kant op laten differentieren is niet veel moeilijker dan de juiste chemicalien toevoegen of het DNA zo aan te passen dat de genen voor <plaats celtype hier> aangezet worden. Is dus te induceren.

Er moet niet te hard van stapel gelopen worden met deze vinding omdat het maken van praktisch nuttige weefsels nog in de kinderschoenen staat. Wat deze onderzoekers alleen is gelukt, is de cellen in een drie dimensionale structuur plaatsen.

Een stamcel behandeling is naar mijn weten minimaal effectief gebleken om allerlei factoren, en zelfs dan alleen in muizen.

In mensen mogen ze niet geplaatst worden omdat het maken van stamcellen genetische modificatie inhoudt

Pas als we weefseltypen therapeutisch kunnen gebruiken, heeft een applicatie in een structuur nut. We hebben de cellen nog niet eens.

[Reactie gewijzigd door deugtniet op 6 februari 2013 12:49]

Het difrensieren van cellen. Is van veel dingen afhankelijk. Of de vorm echt een is is mij niet duidelijk. Een aantal organen halen een deel van de functie wel uit de opbouw en dus vorm

Stamcellen reageren veel beter op cytocines idd. Maar is ook niet het enige. In embrioos is uitgevonden dat de naast gelegen cellen ook van belang zijn.

Veel stamcellen in het menselijk lichaam hebben echter al een kleine difrencatie ondergaan. De stamcellen in het beenmerg bijvoorbeeld kunnen alleen maar bloedcellen en andere stamcelle n maken. DIt zelfde geld voor de stamcellen die in onze darmen zitten. Enige jaren geleden hebben wetenschappers een manier gevonden om deze stamcellen om te vormen naar algemene stamcellen. Dit proces brengt echter ook andere problemen. Deze stamcellen kunnen alleen stamcellen maken maar kunnen zelf niet difrencieren. Wat op haar beurt een overgroei aan stamcellen kan geven

Ik zou mij er niet druk over maken of het nu wel of niet mag. Ik denk echter dat je niet moet willen dat je aan het DNA van de stamcel gaat sleuten om het juiste celtype te krijgen. Het aanpassen van omgevingsfactoren en cytoplasma lijkt mij de enige manier om veilig cellen te creeeren
Dat klopt niet helemaal, het blijkt voor het differentiŽren ook enorm belangrijk te zijn op welke matrix cellen zitten, misschien wel belangrijker dan chemicaliŽn. Als je stamcellen op een stijve matrix (gel) groeit differentiŽren ze anders dan op een lossere matrix. Ze differentiŽren ook weer anders als ze op een pulserende matrix zitten. De 3D structuur is ook belangrijk. Om orgaanmodellen te maken moet je met veel dingen rekening houden zoals is te zien bij deze Long-op-een-Chip: http://wyss.harvard.edu/viewpage/240/

Edit nog een paar kanttekeningen bij je verhaal:

In mensen mogen ze niet geplaatst worden omdat het maken van stamcellen genetische modificatie inhoudt
Dat is niet waar, de gen-expressie (welke eiwitten er gemaakt worden) wordt aangepast, de genen zelf niet.

Pas als we weefseltypen therapeutisch kunnen gebruiken, heeft een applicatie in een structuur nut. We hebben de cellen nog niet eens.

Dat is ook niet waar, als je een kunstmatig orgaan kan maken kun je daarop medicijnen testen, buiten mensen en niet therapeutisch dus. Dit spaart proefdieren en voorkomt verrassingen bij de menselijk fase van klinische trails. En wat bedoel je met "we hebben de cellen nog niet eens"? We hebben wel stamcellen en ook IPS (Induced Pluripotent Stemcells, stamcellen die uit notmale (somatische) cellen worden gemaakt.)

[Reactie gewijzigd door teek2 op 6 februari 2013 14:58]

Nu op naar een replicator ala star trek. Ideaal en het enige middel tegen honger. Gewoon letterlijk gebakken lucht eten.
Inderdaad bizar. Maar aan de andere kant wel weer mooi. Er is nog steeds een tekort aan orgaan donoren, en als het mogelijk word om organen te printen dan kan je er zoveel maken als nodig is.

Bij het gebruik van organen van andere mensen heb je altijd afstotingsverschijnselen, maar als ze de organen kunnen printen op basis van de patiŽnt zijn cellen dan zou dat wel is minder kunnen zijn.
Als de organen gemaakt worden van lichaamseigen cellen zal er in principe totaal geen afstoting mogen plaatsvinden. Dit betekent dat er dus ook geen medicijnen hoeven te worden genomen om dit tegen te gaan. Dat is pas goed nieuws, want wat deze medicijnen in basis doen is eenvoudigweg het onderdrukken van het afweerstelsel.
Ja inderdaad, vorige week al dat stukje hier op tweakers, over het printen van een maanbasis met 3d printers en nu dit: veelzijdig zijn ze wel in ieder geval :)
Veelzijdigheid klopt inderdaad. Maar er zijn een aantal zeer grote problemen met 3d printers op dit moment.

Ik werk in de fijnmechanica sector waarbij er zeer hoge nauwkeurigheden gevraagd worden van zowel je toleranties als je materialen. Wat ik persoonlijk merk is dat de 3d printers een super mooie technologie zijn voor de prototypebouw, maar dat er ook serieuse beperkingen zijn in het gebruik ervan.

Er zijn op dit moment verschillende mogelijkheden op het (professioneel) 3d printen:
Vanuit vloeibaar bad: Er wordt door middel van licht een onderdeel uitgehard vanuit een vloeistof. Dit zijn eigenlijk altijd plastics met waardeloze eigenschappen (plastic moet het van zijn lange ketens hebben, maar aangezien de laagopbouw klein is (10-15 Ķm) zijn de ketens ook kort en dus zijn de materialen bros).

Poeder: Er wordt met een laser een poeder gesmolten waarbij er een onderdeel opgebouwd word uit lagen. Dit zijn vaak metalen welke een matige tot slechte oppervlakte hebben nadat ze uit de machine komen. Ook zijn de toleranties vaak niet voldoende om weg te komen met je onderdeel (Ī0.05mm beloven ze maar halen ze vaak niet). Ook hier zijn de crystal structuren niet optimaal waardoor de materialen nooit hun optimale sterktes halen.

Kortom, het idee is super! Maar de techniek is nog (te) jong, er kunnen nog geen verschillende materialen tegelijkertijd ge"print" worden en de technieken zijn nog niet precies genoeg.

Begrijp me niet verkeerd, in mijn veld is het 3d printen echt een uitkomst. Maar helaas merk ik toch iets te vaak dat het beter klinkt dan het is.
Maar daarom is de combinatie tussen 3D printer en CNC machine zo interessant omdat je na elke laag met een ander bit weer materiaal kunt verwijderen en daardoor kan een zeer hoge nauwkeurigheid bereikt worden..

Ook is het mogelijk dat men verschillende 'print' bits ontwikkelt zodat je gemakkelijk van materiaal kunt veranderen.

De techniek is inderdaad nog jong en kun je vergelijken met het niveau van computers uit de jaren 60. Echter door de sterk toegenomen interesse in 3D printen, zal de techniek snel verbeteren, net zoals de computer ook steeds beter werd..
Er zijn nog veel meer soorten 3d printers en op zich is de techniek al redelijk oud begonnen als FDM (Fused Deposition Modeling) alleen net als bij PC is de ontwikkelkromme gewoon lang, in het begin gingen de ontwikkelingen gewoon langzaam omdat niemand de toegevoegde waarde er niet van ziet.... Precies door de opmerkingen zoals jij die maakt niet nauwkeurig genoeg niet sterk genoeg etc.

over een een jaar of wat zijn we weer een iteratie stap verder en dan wordt alles weer een stuk nauwkeuriger en wordt de techniek verder doorontwikkeld. En over 5-10 jaar is de 3d printer de normaalste zaak van de wereld en heeft het al het conventioneel verspanen de das om gedaan. Dan verspanen we niet meer maar bouwen we op!!!
Ik kan het niet meer met je eens zijn. Persoonlijk kan ik die verandering alleen maar toe juigen! Te vaak zijn er conceptkeuzes die afvallen omdat de gekozen productietechniek ze niet toestaan. Met een volwassen 3d printer zuller er gigantische deuren opengaan voor de mechanische wereld, kan er niet op wachten! :Y)
De volwassen 3D printer is er al. Alleen is de aanschaf niet te betalen voor een gewone sterveling. (1.5 miljoen) Het gebruik ervan is echter goed te doen.
Kijk maar eens op http://shapeways.com
Het is allemaal natuurlijk leuk en wel om te fantaseren over alles dat je dan zomaar zou kunnen printen gaande van kleding, naar voeding en elektronica.

Maar ik stel me vooral vragen wat de economische impact zou zijn mochten deze fantasieŽn ooit realiteit worden. In theorie zouden deze printers nooit hand-in-hand kunnen gaan met onze economie die draait rond vraag & aanbod vanaf het moment dat zulke printers in hun toekomstig geavanceerdere vormen zelf voor het aanbod kunnen zorgen.
En daarom is onze economie achterhaald, we hebben dus een nieuw model nodig.

OT:

Zeer interessant, ik was geÔntereseerd in het printen van die ene nier en onderkaak. Als het zo door gaat kunnen we orgaandoneren verleden tijd noemen, en hebben alle mensen, die een orgaan nodig hebben, bijna 100% kans om het te overleven.
Ik denk dat de inkt en de printer te duur zal zijn om zomaar alles te printen :)
Anders had je de consumentenprinter ook kunnen zien als de ondergang van boeken etc...
Wet van de grote getallen. Groter inkopen betekent lagere prijzen.
Dat heeft een drukkerij wel maar de doorsnee thuisgebruiker absoluut niet.

Daarom zie ik niet veel thuis 3D printen gebeuren, ook al zijn ze goedkoop. De inktfabrikanten draaien je wel een poot uit.
Een zelfde transformatie heeft de informatie economie doorgemaakt.
Kranten, Televiesie, Boeken, Muziek, etc.
Dat is ook niet meer het zelfde als 30 jaar geleden, en het verdienmodel is veranderd of aan het veranderen. Dat wil niet zeggen dat die media niet meer bestaan. En het internet is een feit, en al proberen ze (stichting Brein bijvoorbeeld) de mogelijkheden te ontkennen , het is een onomkeerbaar process.
Dit is een (grote) stap in een soortgelijke revolutie.

[Reactie gewijzigd door trogdor op 6 februari 2013 12:22]

in plaats van revolutie mag je straks haast wel spreken van Evolutie :D
Ik heb zo snel niet het artikel kunnen vinden waarbij ze resultaten publiceren over deze printer. Zelf ben ik werkzaam in dit gebied en weet dat het kweken van dit soort celtypes gewoonweg lastig is.
Ook het differentiŽren van cellen richting ťťn specifiek celtype is ronduit lastig. Zoals eerder al werd aangegeven worden de stamcellen geÔnduceerd door bepaalde cytokinen (of groeifactoren). Op dit gebied word heel veel progressie geboekt maar in ons lab hebben wij nog nooit ťťn optimaal protocol kunnen bewerkstelligen. Dit is tevens ook terug te zien in de literatuur, wanneer je kijkt naar differentiatie van stam cellen richting een specifiek celtype kom je altijd met verschillende protocollen die enige overlapping hebben maar in de meeste gevallen gewoon erg verschillen.
Het klinkt mooi dit apparaat maar ik zelf ben niet overtuigd omdat het onderzoek met stamcellen pas net onderweg is en dat er nog te weinig over bekend is, behalve dat ze oneindig kunnen prolifereren en kunnen differentiŽren richting vrijwel elk celtype.
Ik heb mijn leven te danken aan een anonieme stamcel donor, ik kan alleen maar blij worden van dit nieuws en andere ontwikkelingen op het gebied van stamcellen. :)
Voor de mensen die meer willen weten over dit onderwerp.
Hier zijn 2 url's naar siminares van TED.com:
Waanzinnig! Deze techniek maakt de creatie van nieuw weefsel meer onafhankelijk van de groeisnelheid van dat weefsel. Op deze wijze zal op basis van eigen weefsel sneller nieuwe huid voor bijvoorbeeld patienten met verbrandingen kunnen worden gegenereerd. The bottom line blijft natuurlijk wel dat het celweefsel wel beschikbaar moet zijn voordat het geprint kan worden.

Als ik het wel heb gebeurt het repareren van brandwondweefsel momenteel door een klein stukje huid ergens weg te halen waar het kan, en dit stukje huid in te snijden en tot de gewenste grootte uit te spreiden en vervolgens in een kweek dicht te laten groeien. Deze nieuwe techniek maakt dat het weghalen van een dergelijk lapje huid niet meer nodig zal zijn, verwacht ik.

Het maken van complete organen daarentegen... Dit lijkt me toch wat moeilijker. Het is denk ik te simpel om te stellen dat als je stamcellen in een 3d matrix laat groeien, dat de vorm van een menselijkhart representeert, de cellen zich automatisch als hart cellen gaan gedragen. De cellen hebben hiervoor prikkels nodig, en zoals het artikel is het op een controleerbare wijze prikkelen van menselijke stamcellen om zich als een "hart" te gaan gedragen:
However, up to now, human stem cell cultures have been too sensitive to manipulate in this way.
Hiernaast, en ik weet niet of het deel is van dat prikkel-issue of dat dit op zichzelf staat, moeten verschillende cellen verschillende rollen pakken (spierweefsel, zenuwen en membraanweefsel). Om dat allemaal tegelijk te kunnen doen, en op een beheersbare manier, komt heel complex op mij over...

Maar uiteindelijk moet alles kunnen, de natuur laat zien dat het kan, het is alleen weten hoe.

[Reactie gewijzigd door teacup op 6 februari 2013 12:33]

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



HTC One (M9) Samsung Galaxy S6 Grand Theft Auto V Microsoft Windows 10 Apple iPad Air 2 FIFA 15 Motorola Nexus 6 Apple iPhone 6

© 1998 - 2015 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