3D Biogeprinte organen binnen 5 jaar beschikbaar?

In een interview met Techcrunch, laat Prellis Biologics weten dat hun doorbraak in 3D bioprinten ervoor zorgt dat de toepassing op mensen binnen 5 jaar realiteit zal worden. Voor het eerst zijn bio-ingenieurs van Prellis Biologics er namelijk in geslaagd om levensvatbare haarvaten te 3D bioprinten. Dit wordt gezien al een grote stap richting de ontwikkeling van levensvatbare menselijke 3D geprinte organen, omdat bloedvaten een cruciale rol spelen in een van de uitdagingen van het 3D bioprinten, namelijk printsnelheid:

Printing speed is crucial, since cells can only survive for a limited amount of time without a blood supply. And tissue that is densely packed with cells will die in less than 30 minutes unless oxygen and nutrients can be supplied immediately, through capillaries. Until now, it would take weeks or more to print just a centimeter cube of human tissue with microvasculature. Prellis’ technology can print high-resolution tissue structures up to 1000 times faster, with the vasculature in place. Our ultimate goal is to print the entire vascular system of a kidney in 12 hours or less.    

                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Prellis Biologics

Wat is 3D bioprinten en hoe werkt het?

Driedimensionaal bioprinten is de toepassing van 3D printtechnologie om levende weefsels en organen te creëren. Als additive manufacturing technologie, bestaat de werking uit het toevoegen van materiaallagen om zo de gewenste organen of weefsels te creëren. In het kort, bestaat het ontwikkelproces van het 3D bioprinten uit de volgende stappen:

1. Selectie of ontwikkeling van 3D geprint materiaal, dit hangt af van het gewenste resultaat (bijvoorbeeld huid, botten, organen);
2. Selectie of ontwikkeling van software voor het 3D-modelleren van het gewenste ‘onderdeel’;
3. 3D-bioprint het gewenste weefsel/orgaan. Dit proces, het toevoegen van laag voor laag, gebeurt volledig geautomatiseerd. Het rijpen van de cellen maakt hier ook onderdeel van uit. De cellen dienen zich namelijk te ontwikkelen en verder te groeien. Om dit te realiseren wordt er speciale bioinkt gebruikt die voor de verdere ontwikkeling en connectie van de levende cellen zorgt.

Waarom is dit een belangrijke ontwikkeling?

De 3D bioprint technologie belooft een revolutionaire innovatiegolf te gaan ontketenen in een legio van vakgebieden binnen de gezondheidszorg. Van geneesmiddelenonderzoek, het helpen van patiënten met brandwonden en complexe botbreuken, tot het voorzien in de behoefte van transplantatie-organen en externe lichaamsonderdelen. Dit laatste heeft de potentie om wereldwijd een groot aantal levens te redden. Momenteel neemt de vraag naar organen voor transplantatie mondiaal toe, terwijl het aantal beschikbare organen juist afneemt. Dit heeft voornamelijk te maken met de vooruitgang in medische- en preventieve ingrepen, waardoor het aantal potentiële orgaandonoren afgenomen is. 

Wat is de huidige status van het 3D bioprinten?

Driedimensionaal bioprinten heeft een lange weg afgelegd sinds bio-ingenieur Thomas Boland (Clemson University) in 2003 op het idee kwam om de inkt in zijn printer te vervangen met levende cellen. Op dit moment bevindt het 3D bioprinten binnen de verschillende medische vakgebieden zich nog voornamelijk in de research & development fase. Een aantal farmaceutische bedrijven zijn al verder en maken gebruik van 3D geprint levend weefsel om medicijnen te testen. 

Uitdagingen in de verdere ontwikkeling van de 3D bioprint technologie zijn volgens biomedische- ingenieurs en wetenschappers: het in leven houden van de cellen, het printen van fijn weefsel, beheersing van het “cellulaire lot” (het gewenste type cel kunnen creëren) en het ontwikkelen van een 3D bioprinter die complexe artificiële weefsels kan printen. Daarentegen zijn er recentelijk belangrijke doorbraken gemaakt in alle voorgenoemde gebieden, dit brengt de toepassing van levensvatbare 3D geprinte organen in de praktijk weer een stuk dichterbij!

3D Bioprinten: Ethische Kwesties

Naast de belofte van ongekende innovatie in de gezondsheidzorg, zijn er een aantal ethische kwesties rond het 3D bioprinten. Deze ethische kwesties zijn:

1. Gelijke toegang: Zal iedereen toegang hebben tot 3D-biogeprint materiaal of alleen welgestelde personen?  
2. Toepassingsveiligheid: Zijn 3D geprinte organen en weefsels veilig voor toepassing op de mens? Ook op de lange termijn? 
3. Mensverbetering: Zal 3D biogeprint materiaal gebruikt worden voor ander dan levensreddende medische ingrepen? Bijvoorbeeld voor plastische chirurgie of verbeteringen in het voordeel van topsporters?

Dit is hoe het bijzondere proces van 3D bioprinten in zijn werk zal gaan: