Onderzoekers bouwen verder aan 3D-printers die echte huid kunnen printen. Hier zouden in de toekomst onder andere brandwondpatiënten baat bij kunnen hebben.
Dat de 3D-printer mogelijkheden heeft die verder rijken dan het printen van snuisterijen, is onderhand wel duidelijk. Ook de medische wereld is druk bezig de technologie te gebruiken. Zo rollen er uit 3D-printers steeds meer kunstmatige organen die in de toekomst (tijdelijk) onze echte moeten vervangen, maar ook het printen met levend materiaal is geen zeldzaamheid meer.
Zo zijn onderzoekers al enige tijd bezig met het printen van echte huid. Een team wetenschappers aan de Wake Forest School of Medicine, dat in 2011 de eerste resultaten publiceerde, is ver gekomen. Hun nieuwste 3D-printer zou, in tegenstelling tot andere bioprinters, de topologie van de wond in kaart brengen, alvorens het te ‘vullen’ met cellen. Dit zou de wond sneller doen genezen, schrijven de onderzoekers in vakblad Scientific Reports.
Lees ook: 3D-bioprinter ‘print’ nieuwe huid op brandwonden
Eigen cellen
Het proces begint met het nemen van een klein beetje gezonde huid van de patiënt. Net als eerdere modellen is de ‘inktcartridge’ van de printer namelijk gevuld met cellen van de patiënt zelf, zodat de kans op afstoting van het nieuwe weefsel door het lichaam zo klein mogelijk is.
Uit het huidmonster isoleren de onderzoekers vervolgens twee typen huidcellen; de zogenaamde fibroblasten, die een belangrijke rol spelen bij de bouw van nieuw weefsel, en keratinocyten, de cellen die het grootste deel van de bovenste huidlaag opmaken. Deze cellen worden in het laboratorium vermeerderd en gemengd met een hydrogel – et voilà, je hebt ‘huidcelinkt’.
Een wond die slecht of niet geneest? Wellicht gaat dit apparaat in de toekomst een handje helpen. © Albanna, et al., 2019/Scientific Reports
‘Wondtopologie’
Maar voordat de onderzoekers met deze gevulde ‘cartridges’ aan de slag gaan, doen ze nog iets anders. In tegenstelling tot andere bioprinters waarbij de huid als het ware over de wond gelegd wordt, neemt het nieuwe apparaat de topologie van elke wond onder de loep. Met behulp van een laser scant het apparaat het letsel en bepaalt het hoe het er in de ruimte uitziet.
Door elke groeve, scheur of snee in de wond in kaart te brengen, kan het letsel gericht worden opgevuld met de ‘huidcelinkt’; eerst de fibroblasten in de diepste delen, en dan de opperhuid-makende keratinocyten bovenop. Door deze methode komt het nieuwe weefsel volgens de onderzoekers het meest in de buurt van de echte huidstructuur. Hierdoor zou de wond sneller genezen.
De laser scant de wond zodat vervolgens elk hoekje opgevuld kan worden met de cellen. © Albanna, et al., 2019/Scientific Reports
Muismodel
De onderzoekers trokken deze conclusie op basis van de resultaten van muisexperimenten. Hiermee bevestigden ze ook opnieuw het belang van het gebruik van de cellen van de patiënt. Waar de wonden met de eigen cellen netjes genazen, werd het weefsel bij niet-eigen cellen afgestoten.
Volgens de onderzoekers liggen klinische tests op mensen in de nabije toekomst. Uiteindelijk hopen ze met het apparaat, dat relatief makkelijk door een ziekenhuis te verplaatsen is, onder andere brandwonden, maar ook letsel ten gevolge van bijvoorbeeld diabetes of andere wonden die moeilijk genezen, een handje te helpen.
Bronnen: Scientific Reports, Wake Forest School of Medicine, New Atlas
Beeld: Albanna, et al., 2019/Scientific Reports
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!