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

Onderzoekers ontwikkelen 3d-printer voor stamcellen

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.

Door

Redacteur componenten

74 Linkedin Google+

Submitter: SubSense

Reacties (74)

Wijzig sortering
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]

Voor de mensen die meer willen weten over dit onderwerp.
Hier zijn 2 url's naar siminares van TED.com:
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. :)
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.
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]

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.
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.
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]

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S9 Google Pixel 2 Far Cry 5 Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*