Nederlandse onderzoekers bouwen kraakbeen met 3d-printer

Een groep wetenschappers van het Universitair Medisch Centrum Utrecht heeft samen met internationale collega's een manier ontwikkeld om kraakbeen te maken met een 3d-printer. Kraakbeen is moeilijk te maken omdat het zowel stijf als flexibel moet zijn.

De methode voor het bouwen van kraakbeen is door de Technische Universität München online gezet. Het werkt met een 3d-printer en een techniek genaamd melt electrospinning. Hiermee wordt ruimte geboden voor cellen om te groeien binnen een raamwerk van kunstmatig materiaal, terwijl het geheel toch zijn stijfheid behoudt. Die beide eigenschappen zijn nodig voor het produceren van kraakbeen.

Met de 3d-printtechniek worden vezeltjes gemaakt met kleine openingetjes, waarin cellen zich kunnen nestelen. Het geheel moet dan uitgroeien tot een structuur die vergelijkbaar is met menselijk kraakbeen. Uit experimenten blijkt dat de stijfheid 54 keer beter is dan bij gebruik van alleen een raamwerk van kunstmatig materiaal. Dat komt onder andere doordat de ingebouwde cellen onderling verbindingen met elkaar aangaan. Daarnaast kunnen individuele vezels 20 keer dunner gemaakt worden dan met conventionele technieken, met een diameter van 5 micrometer.

Er zijn veel potentiële toepassingen voor het geprinte weefsel. Zo is het mogelijk om het bijvoorbeeld te gebruiken bij een borstcorrectie. Ook bij het bouwen van hartkleppen zou het weefsel gebruikt kunnen worden. Wanneer het in de praktijk kan worden ingezet is niet bekend, omdat er nog vele tests noodzakelijk zijn.

Reacties (32)

[Ruw ER]

Dus omdat er eigen cellen gebruikt worden zal het lichaam geen afstotingsreactie beginnen?

[necessaryevil]

Hmm.. als ik het goed lees in het originele artikel en in het tweakers artikel dan lijkt het erop dat ze geen lichaamseigen cellen gebruiken, maar dat ze een structuur kunnen printen waar die cellen aanvast kunnen gaan zitten.

Dat er geen afstotingsreactie is lijkt me een basisvereiste voor iets dat in het menselijk lichaam wordt geplaatst.

[jordy2811]

Toch is dat geen basisvereiste, maar wel zo prettig als het mogelijk is. Kijk maar naar xeno- of allotransplantaten, het lichaam zal daar zonder onderdrukking zeker op reageren middels een afstotingsreactie. Toch worden deze transplantaten gebruikt.

Overigens zijn de eigenschappen van (hyalien) kraakbeen wellicht moeilijk te verkrijgen, maar het weefsel zelf is relatief simpel opgebouwd en bestaat maar uit één celtype (chondrocyt) en is het kraakbeen niet gevasculariseerd of geïnnerveerd in tegenstelling tot alle andere bindweefsels in het lichaam. (In)directe kopieën naar andere weefsels in het lichaam zullen dus niet zo makkelijk te verkrijgen zijn.

Potentiele toepassingen liggen eigenlijk in vrijwel alle gewrichten in het lichaam wat goed nieuws is voor artrosepatiënten. Waar ik benieuwd naar ben is hoe dit verkregen weefsel aan bestaande botstukken kan worden gehecht.

[quazar]

Beetje fibrinelijm en eventueel enkele hechtingen zal wel voldoende zijn om de boel te fixeren.

[RocketKoen]

Dat wordt altijd al gedaan.
Er worden ook al poreuze matjes gebruikt om kraakbeen in te laten groeien.
Deze techniek is dus een verbeterde versie van zo'n matje. Is waarschijnlijk steviger en beter "op maat".

Alleen voordat je het kan krijgen zal nog wel even duren. Zelfs de voorganger met de poreuze matjes is volgens de Nederlandse zorgverzekeraars in al hun wijsheid "nog niet voldoende bewezen" en wordt daarom niet vergoedt.
Je kan kiezen, zelf de operatie betalen (€30k) of de oude methode waarbij er een stuk kraakbeen in een lab wordt gekweekt, op maat geslepen en dan terug geplaatst met een 2e operatie.

[dezejongeman]

het is een doorontwikkeling op vorig jaar waar een vrouw een schedel kreeg aangemeten, omdat ze leidde aan een dikker wordende schedel.

super ontwikkeling hoop dat dit snel doorzet, moet je nagaan wat dit gaat betekenen voor protheses van armen en benen.

[dasiro]

voor de rijken kan dit misschien leuk zijn, maar de dag dat de ziekteverzekering er eentje voor je terugbetaald ligt nog vér in de toekomst

[dezejongeman]

vergeet niet dat de wereld van 3d printen jong is. als dat veel toegepast gaat worden, wordt het vanzelf goedkoop. een goede 3d-scan een patiënt en 3d-printer kan een geheel geautomatiseerd systeem zijn. zoals als bekend is een geautomatiseerd proces eigenlijk altijd goedkoper. ik denk dan ook dat het juist voor de massa intressant is ipv de rijken. toegepast onderzoek moet ergens beginnen en dan is het altijd nog duur.

[dasiro]

het blijft duur materiaal en dat wordt niet goedkoper omdat je er meer van gebruikt

[Jeffrey88]

Als je dat meent dan denk ik dat je je toch wat beter moet laten bij praten.

Met een succes wordt dit met grote volumes tegelijk gekocht dus met een korting, ook zijn de ontwikkelingskosten er op een gegeven moment uit, en krijg je steeds meer concurrentie van bedrijven die 3D printers maken voor o.a de medische wereld.

3D printen heeft inmiddels bewezen dat het veel ontzettend dure protheses voor een spotprijsje op de markt kan zetten met vergelijkbare of zelfs betere resultaten dan het originele concept.

* Het onderstaand artikel is een van de velen voorbeelden die je op het internet kan vinden.
http://www.automatisering...-3d-printer-voor-5-dollar

Het zal mij eerder verbazen als de technologie voor inwendige implantaten (organen) nooit in prijs omlaag zal gaan.

3D printen was in het begin ook een stuk duurder dan nu.

[Reactie gewijzigd door Jeffrey88 op 24 juli 2024 08:17]

[dasiro]

misschien snap je niet dat het hier over het gebruikte materiaal gaat en NIET over de printer

[NBK]

Het materiaal moet ook ontwikkeld worden en de productieprocessen kunnen verbeterd worden waardoor er goedkoper geproduceerd kan worden. Als het materiaal in echt grotere volumes gebruikt word ontstaat er op die markt ook ruimte voor meerdere producenten en ontstaat er ruimte voor concurrentie. En dus lagere prijzen.

[Jeffrey88]

Ik snap je verwarring,

Met de ontwikkeling van de printers neem ik ook direct de dalende kosten voor het materiaal waarmee 3D objecten kunnen worden gecreëerd. Die zakt de laatste jaren ook enorm in prijs * ten gunste van de consument.

En stel je eens voor dat er in het ergste geval geen prijsdaling komt voor het maken van organen en botten/gewrichten, zelfs dan is het een hele verbetering met betrekking op de hedendaagse techniek.

[MicGlou]

Welk materiaal? Er wordt alleen gesproken over een biocompatible hydrogel... maar aangezien het sowieso een soort kunststof zal zijn zal de prijs ook niet hoog zijn. De oude techniek was voornamelijk zo duur vanwege de tijd en energie in het hele proces. Deze nieuwe techniek scheelt alweer 1 complete operatie, het kan op voorhand worden voorbereid en de productie wordt door machines gedaan... dat is toch wel heel wat eenvoudiger als het kweken van menselijk weefsel. Ik ben er toch wel vrij zeker van dat wanneer de techniek in de geneeskunde geaccepteerd wordt dat het vele malen goedkoper zal zijn dan de huidige techniek... en dan durven verzkeraars er ook aan

[Iblies]

voor de rijken kan dit misschien leuk zijn, maar de dag dat de ziekteverzekering er eentje voor je terugbetaald ligt nog vér in de toekomst

De schedel is een extreem voorbeeld, maar de kans dat het bij andere operaties terugkomt wordt steeds groter.

Een voorbeeld is een complex breuk waarbij met pinnen wordt gewerkt.
Ipv dat een patiënt vol met pinnen komt te zitten, kun je er voor kiezen om een deel te vervangen. Dan heb je maar twee hechtingspunten.
Eigenlijk kan het niet gek genoeg.

[ajdales]

Dat is niet helemaal correct. Dat succes kwam inderdaad uit het zelfde ziekenhuis, maar het betrof een 3D geprinte schedel prothese (van kunstof). Dit betreft onderzoek van een andere groep.

[juptache]

Wat voor een 3D printer gebruiken ze hier voor? Een speciaal voor deze techniek gebouwde, of een die voor meerdere doeleinden gebruikt kan worden?

[landblok]

Ruim een jaar geleden hebben ze de 3DDiscovery aangeschaft en ik ga er eigenlijk vanuit dat ze het daarmee geprint hebben. Deze printers zijn specifiek gebouwd voor medische doeleinden.

[Reactie gewijzigd door landblok op 24 juli 2024 08:17]

[juptache]

Weet je toevallig ook wat zo'n printer kost?

[FraterB]

Strikt genomen "nee" Ruw ER, men heeft het over een "scaffold populated with human mesenchymal precursor cells" . Het is dus mogelijk dat er een afweer reaktie t.o.v. de steiger ontstaat.

Maar ik heb mijn koffie nog niet op en het hele artikel niet gelezen.... " fiber-reinforced hydrogel could prove critical in regenerating large volumes of breast tissue, as well as the biomechanically highly loaded heart valves"......... could prove, daar zit het um in. Wel een mooie opstap dat weer wel, hopen dat het gaat werken.

[sloddervos]

Hartstikke gaaf,

Maar hoe dit kraakbeen zich gaat hechten en op zijn plaats blijven is een tweede stap...

En wat is de kwaliteit ten opzichte van in vivo kraakbeen en de bestaande transplantietechnieken?

[Taro]

Hier zit ik zelf al erg lang op te wachten. Door een ongeluk 9 jaar geleden heb ik mijn enkel zeer ernstig gebroken en is er kraakbeen weggeslagen. Ze gaven destijds aan dat het kraakbeen met 6-8 jaar volledig weg zou zijn en dat mijn enkel dan zou moeten worden vastgezet. Ik zit dus nu in mijn reservetijd en hoop dat ik het lang genoeg kan rekken om een dergelijke techniek in te kunnen laten zetten.

Het zal wel erg duur zijn, maar dan ga ik wel met de collectebus rond

[wilbert123]

Elke Tweaker €1,- doneren en je bent er... Stuur vast ff je IBAN?

[Joosie200]

Met dergelijke methodes zouden velen geholpen zijn, met name waarbij het kraakbeen op den duur gewoon verdwijnt zoals bij artrose. Ipv te grijpen naar 'kunst'grepen zoals gewrichten vast zetten kan je dan een cellensysteem met kraakbeen plaatsen en dat het op den duur terug groeit op vol formaat. Toch mooi om te zien wat er al dan niet mogelijk gemaakt kan worden door nieuwe technieken binnen de geneeskunde. Blijft alleen jammer dat er zo'n lang voortraject aan vast zit voordat het überhaupt op grote schaal toegepast mag gaan worden. Wat mij betreft mogen ze daar wel sneller mee zijn en/of toestaan dat mensen zich als proefpersoon opgeven die er bij gebaat zijn.

[danda]

Van Basten terug in de spits

[sjun]

Vandaag is het kraakbeen, morgen tandjes, gehoorkamers en lenzen.

[PatrickvanD]

Vinger kapot? Geen nood. We printen wel even een nieuwe.

[morrowyn]

Ben benieuwd wanneer we echt op (sub)atomair niveau kunnen printen. Dan zal b.v. goud zijn waarde verliezen, want dat kan je printen. Hoe zal dan onze economie eruit gaan zien.

[moozzuzz]

Subatomair printen lijkt me erg radioactief te zijn. Verder is niet gezegd dat goud printen goedkoper is dan goud delven.

[massareal]

zou dan eerder platina of Rhodium dan gaan printen.
(of als we het over (nog) niet vaste stoffen hebben Californium 252)


Add:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Californium
Add2:
http://www.kitco.com/ind/...e-Metal-In-The-World.html

[Reactie gewijzigd door massareal op 24 juli 2024 08:17]

[PatrickvanD]

Begin onderhand op Sci-Fi te lijken. Star Trek en zo. Toch knap dat het al bijna kan. Over een paar decenia geen tekorten aan lichaams delen meer. Zou mooi zijn. Een hoop problemen kunnen dan goed verholpen worden
.

[sjun]

Dan kon het wel eens erg druk gaan worden in de wereld.