De griezelige maar ongelooflijke wereld van 3d-geprinte lichaamsdelen

Een van de grote verwachtingen van 3D-printen is dat we - naast het afdrukken van Yoda-koppen of een middagsnack - in staat zullen zijn om organen, ledematen en andere vitale menselijke delen te reproduceren die verloren zijn gegaan door ziekte of ongeval.

3D-geprinte protheses hebben veel hartverwarmende verhalen opgeleverd over het terugkeren of het creëren van functie voor patiënten. Maar de toegankelijkheid en openheid van 3D-printen heeft het mogelijk gemaakt om voor veel mensen voor weinig geld vooruitgang te boeken.

3D bio-printing is echter een andere zaak. Het is een griezelig maar magisch vooruitzicht dat we ooit vervangende harten en andere vitale organen zouden kunnen afdrukken. Hoewel die realiteit ver weg is, is het niet langer zo ver weg dat het lijkt op sciencefiction. Er zijn echte wetenschappelijke vorderingen gemaakt met apparaten die botten, huid, kraakbeen, zenuwcellen en zelfs hele organen afdrukken.

Deze projecten en hun makers worden soms ontmoedigd vanwege hun Frankenstein-achtige karakter, maar het potentieel om via technologie levengevende lichaamsdelen te baren is meer een droom dan een nachtmerrie. Bekijk de diavoorstelling voor enkele recente ontwikkelingen.

• 1 zenuwcellen

  Een van de grootste uitdagingen van 3D-bioprinting is de delicatesse en complexiteit van zenuwcellen. Het insitu nanomedicine- en nano-elektronica-laboratorium van de Michigan Technological University begint nog maar net aan het grote werk van zenuwregeneratie. Het team onderzoekt momenteel of cellulose-nanokristallen een bruikbare bio-inkt zijn.

• 2 Schildklier

  Wetenschappers van 3D Bioprinting Solutions in Rusland hebben een volledige schildklier 3D geprint die ze in een muis gaan transplanteren om te testen. De schildklier werd gecreëerd door stamcellen die afkomstig waren van vetcellen die vervolgens werden gemengd met een hydrogel. De onderzoekers presenteerden hun bevindingen deze maand op het International Bioprinting Congress in Singapore.

• 3 Hart

  Het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is verantwoordelijk voor een nieuwe 3D-geprinte doorbraak. Het heeft onlangs onthuld dat het een kloppend hart "organoid" heeft gecreëerd, een netwerk van hartcellen gemaakt van huidcellen die opnieuw zijn geprogrammeerd en vervolgens zijn samengevoegd met 3D-printen.



4 botten

De meest fundamentele lichaamsdelen, botten zijn niet zo gemakkelijk te vervangen als ze misschien lijken. Bottransplantaten kunnen door het lichaam worden afgewezen en metalen, polymeren en keramiek vormen hun eigen complicaties. Met behulp van een proces dat CT-Bone wordt genoemd, zijn artsen in Europa nu in staat om een ​​basis van calciumfosfaat, een bouwsteen van bot, 3D af te drukken op de exacte vereiste afmetingen. In de loop van een paar maanden groeit de patiënt bot uit die basis. CT-Bone is het werk van Xilloc en Next 21 en kan worden gebruikt in niet-dragende gebieden zoals de schedel.



5 neus en oren

Ondanks wat de films je kunnen vertellen, kun je niet een heel persoon vanaf zijn neus recreëren. Maar u kunt een nieuwe neus - of een oor - laten groeien door 3D-afdrukken. Bij de groep Kraakbeentechniek en regeneratie van ETH Zürich wordt neus- en oorkraakbeen gecreëerd door een mix van biopolymeren en levende kraakbeencellen. Ze worden in acht spuiten gestopt en in een 3D-printer geplaatst, die in 16 minuten een nieuwe neus of oor genereert. Zodra het in een patiënt is geplaatst, groeit het kraakbeen rond het implantaat. Een van de voordelen van 3D-printen is dat de vervanging kan worden gemaakt die overeenkomt met het origineel. En omdat het kraakbeen uit de eigen cellen van de patiënt zou worden gemaakt, is de kans op afwijzing laag. Dit jaar zal het team het kraakbeen bij dieren testen en vervolgens overgaan op klinische proeven bij mensen.



6 Huid

Het verlies van de huid, hetzij door een brandwond of een wond, is zeer pijnlijk en misvormend. Het vervangen van de huid betekent het verwijderen van een ander deel van het lichaam van de patiënt, wat meer complicaties kan veroorzaken - om nog maar te zwijgen van het feit dat er een eindige hoeveelheid beschikbare huid is. Bij het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine werken onderzoekers aan een proces om huidcellen rechtstreeks op brandwonden en wonden in 3D te printen. Door een 3D-printer te gebruiken, kon de skin op de benodigde diepte en grootte worden gemaakt.

Naast medisch gebruik heeft cosmeticabedrijf L'Oreal een contract gesloten met Organovo om onderzoek te doen naar 3D-printing skin voor het testen van haar producten.