Een samenwerking tussen Ali Khademhosseini, Ph.D., directeur en CEO van het Terasaki Institute, David J Hoelzle, Ph.D., van de Ohio State University Department of Mechanical and Aerospace Engineering en Amir Sheikhi, Ph.D. van de Pennsylvania State University Department of Chemical Engineering, heeft geresulteerd in een speciaal samengestelde ‘bio-inkt’ die is ontworpen om rechtstreeks 3D-weefsel in het lichaam te printen.

In de tv-serie Westworld worden menselijke lichaamsdelen gebouwd op robotframes met behulp van 3D-printers. Hoewel we nog ver verwijderd zijn van dit scenario, zijn er al 3D-printers in gebruik in de geneeskunde. 3D-printen kan bijvoorbeeld dienen gebruikt om lichaamsdelen te produceren, zoals orthopedische gewrichten en protheses. Evenals voor het herstel van delen van botten, huid en bloedvaten. Het merendeel van deze weefsels wordt echter gemaakt in een apparaat buiten het lichaam om het vervolgens chirurgisch in te brengen. Een dergelijke procedure kan het maken van grote chirurgische incisies omvatten, wat het extra risico op infectie met zich meebrengt en de hersteltijd voor de patiënt verlengt. En aangezien er een tijdsverloop is tussen aanmaak van het weefsel en implantatie bij de patiënt, kunnen verdere complicaties optreden. Om deze complicaties te voorkomen, heeft een team van wetenschappers een technologie ontwikkeld om weefsels rechtstreeks in het lichaam te printen.

Basiscomponenten

Er zijn twee basiscomponenten nodig om een geconstrueerd weefsel te produceren: een vloeistofachtige “bio-inkt” die bestaat uit een raamwerkmateriaal vermengd met levende cellen, en (2) groeifactoren om de cellen te helpen groeien en ontwikkelen tot geregenereerd zakdoek. Bij het ontwikkelen van weefsels voor directe implantatie in het lichaam, zijn er andere zaken waarmee rekening moet worden gehouden: de constructie van weefsel moet worden uitgevoerd bij lichaamstemperatuur (37 °C), het weefsel moet effectief worden gehecht aan zacht, levend orgaanweefsel en eventuele procedurele stappen mogen niet schadelijk zijn voor de patiënt. Een dergelijke schadelijke stap in de huidige methoden is het aanbrengen van schadelijk UV-licht, nodig om het geconstrueerde weefsel te laten stollen.

Bio-inkt

“Deze bio-inktformule is 3D-printbaar bij fysiologische temperatuur en kan veilig worden verknoopt met zichtbaar licht in het lichaam.” zei eerste auteur Ali Asghari Adib, Ph.D. Om het weefsel op te bouwen, gebruikten ze robotachtige 3D-afdrukken, en robotmachines die zijn bevestigd met een mondstuk. Bio-inkt is via het mondstuk af te geven, net zoals een glazuurbuis schrijfgel uitperst, alleen op een zeer nauwkeurige, programmeerbare manier. Het team werkte ook aan methoden om stukjes weefsel die met deze bio-inkt zijn gevormd op zachte oppervlakken te bevestigen. Bij experimenten die probeerden het weefsel aan stukjes rauwe kippenreepjes en agar te hechten, gebruikte het team een ​​unieke interlock-techniek met behulp van de robot 3D-printer en hun speciaal samengestelde bio-inkt. De punt van het mondstuk is aangepast om in de zachte oppervlakken te kunnen doordringen en de geperforeerde ruimte met bio-inkt te kunnen vullen toen deze zich terugtrok; dit creëerde een anker voor het weefsel. Toen de punt van het mondstuk het oppervlak bereikte, werd er een extra klodder bio-inkt afgegeven om het anker te “vergrendelen”. “Het in elkaar grijpende mechanisme maakt sterkere hechtingen van de steigers aan het zachte weefselsubstraat in het lichaam van de patiënt mogelijk,” zei Asghari Adib.

Lager risico

Dergelijke verbeteringen in weefselmanipulatie zijn essentieel voor het bieden van laparoscopische opties met een lager risico, minimaal invasieve opties voor procedures zoals het herstel van weefsel- of orgaandefecten, engineering / implantatie van patches om de ovariële functie te verbeteren, of het creëren van bio-functionele hernia-reparatienetwerken. Dergelijke opties zijn veiliger voor de patiënt, besparen tijd en zijn kosteneffectiever. Verdere wijzigingen in het ontwerp van weefseltechniek en de aanpassing van andere omstandigheden kunnen het aanpassingspotentieel vergroten, wat de weg leidt naar grenzeloze mogelijkheden voor het verbeteren van de gezondheid van de patiënt.

Weefsels

“Het ontwikkelen van gepersonaliseerde weefsels die verschillende verwondingen en aandoeningen kunnen aanpakken, is erg belangrijk voor de toekomst van de geneeskunde. Het hier gepresenteerde werk gaat over een belangrijke uitdaging bij het maken van deze weefsels, omdat het ons in staat stelt om de juiste cellen en materialen rechtstreeks aan het defect in de operatiekamer, “zei Khademhosseini,” Dit werk valt samen met ons gepersonaliseerde implantaattechnologieplatform van het Terasaki Institute, dat tot doel heeft benaderingen te ontwikkelen die de variabiliteit in weefseldefecten bij patiënten aanpakken. “

Bron: Terasaki Institute for Biomedical Innovation

1 thought on “3D-weefsels direct in het lichaam afdrukken

  1. Hey – I was checking out your site and I’m impressed with how clean and professional it looks.

    Adding video to your website has become an absolute MUST. Even something basic that clearly defines exactly what it is you’re offering & why work with your company vs competitors…

    My team, based out of Toronto, Canada, creates quality animated explainer videos. Our award-winning videos are proven to increase customer engagement and decrease user bounce rate.

    Email me back for some explainer video samples, pricing, or just to say hi!

    –Tara Campbell
    Email: Tara.c@vidthebiz.com
    Website: VidTheBiz.com

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap