Botcellen printer

Weefselregeneratie is een wens vanuit de kliniek die beetje bij beetje in vervulling lijkt te gaan.

In het laboratorium van de afdeling Orthopedie van het UMC Utrecht lukt het al om complexere botstructuren, voorzien van vascularisatie op te bouwen. Overeenkomstig het bouwen van een fabriekspijp via het opstapelen van bakstenen.

Daartoe worden botvoorlopercellen via een printer opgebracht, waarbij de cellen zich bevinden in de cartridge. Bloedvatcellen worden met behulp van een andere cartridge geprint. Met behulp van een softwareprogramma wordt op de computer de gewenste botstructuur tevoren tot op de millimeter nauwkeurig bepaald in een proces dat ‘rapid prototyping’ wordt genoemd. Dat proces wordt al sinds 1980 in de modelbouw toegepast maar wint door de introductie van 3D-printers snel terrein. Om een 3D-botstructuur te krijgen worden de cellen geprint in een ondersteunende hydrogel die op zich ook weer in allerlei vormen is te vervaardigen. Zo ontstaat een levende 3D-kopie van de bottekening.

De levensvatbaarheid van de kopie wordt ondermeer gemeten aan de hand van het metabolisme: bijvoorbeeld door verbruik van glucose (aeroob) of productie van lactaat (anoxie). Maar primair is bij overleving de extracellulaire matrixproductie van ingebedde cellen belangrijk.

In vergelijking met bot is kraakbeen nog eenvoudiger te vervaardigen. Omdat chondrocyten anaeroob functioneren is vascularisatie niet nodig. Bovendien laat het kraakbeenmateriaal zich eenvoudig bijknippen als de anatomische omstandigheden daarom vragen.

In Utrecht is men al zo ver dat ze een weefselconstruct kunnen vervaardigen dat zowel gestructureerde cellagen als bloedvatstructuren bevat, en daarmee lopen ze voorop in de wereld.

Van deze benadering wordt veel verwacht bij de afdeling Orthopedie, aldus Natalja Fedorovich, die als artsonderzoeker de mogelijkheden van de botprinter onderzoekt. Binnenkort start het ‘serieuze’ werk, dan wordt een flowkast geplaatst die nodig is om steriele omstandigheden te kunnen garanderen voor het werk in proefdieren. Dan zal blijken hoe de 3D-constructen zich in vivo houden. (Bijdrage: Jan Taco te Gussinklo.)