Een spin-off project van de Universiteit van Gent, Xpect-INX genaamd, ontwikkelt zogenoemde bio-inkten die het mogelijk maken om menselijk weefsel, cellen en zelf hele organen in 3D-te printen. De onderzoeksgroep Polymeerchemie en Biomaterialen van de Gentse universiteit, geleid door Peter Dubruel en Sandra van Vlierberghe, doet al meer dan 10 jaar onderzoek naar nieuwe polymeren en bio-inkten.
Met de ontwikkeling van bio-inkt wordt een volgende stap gezet in de toekomst van 3D-printing in de medische sector. Tot nu toe bleef de toepassing van die technologie in deze sector 'beperkt' tot het printen van medische apparatuur en (delen van) protheses. Met de nieuwe, in Gent ontwikkelde, innovatieve materialen kan nu ook menselijk weefsel geprint worden.
Biocompatible materialen
Het kunnen printen van cellen en weefsels brengt wel de nodige uitdagingen met zich mee. "3D-geprinte cellen moeten namelijk kunnen groeien en functioneren zoals normale, menselijke cellen en interageren met bestaande cellen tot het lichaam ze volledig kan integreren. De sleutel hiervoor is het gebruik van gepaste en biocompatibele materialen, die we “bio-inkten” noemen", aldus Jasper Van Hoorick. Hij is een van de onderzoekers en mede-oprichter van Xpect-INX.
"Bio-inkten zijn mengsels van materialen die een sterke gelijkenis vertonen met de natuurlijke celomgeving. De bio-inkten zorgen voor mechanische sterkte, een gezonde groeiomgeving voor de cellen en bovendien maken ze het mogelijk om die cellen te verwerken via verschillende 3D-printtechnieken", zo vervolgt Van Hoorick.
Mogelijkheden voor bio-inkt
Bio-inkt kan volgens de onderzoekers op veel verschillende gebieden ingezet gaan worden. Bijvoorbeeld voor het 'printen' van 3D-culturen in plaats van de nu gebruikte 2D-celstructuren in petrischalen. Maar ook voor het herstellen van cellen of weefsels die door ziekte of letsel beschadigd zijn of het kweken van zogenoemde mini organen-op-chip die gebruikt worden voor de screening van nieuwe geneesmiddelen. "Ook voor klinische studies kan deze technologie mogelijkheden bieden om cellen of mini-organen te kweken als model voor het testen van nieuwe geneesmiddelen. Op deze manier kunnen we het aantal dierproeven substantieel terugschroeven", zegt Van Hoorick.
Een andere veelbelovende toepassing van bio-inkten is dat hiermee patiëntspecifiek weefsel geprint kan worden. Beschadigd weefsel kan zo vervangen worden door nieuw, lichaamseigen, weefsel. Op die manier kunnen eventuele complicaties voorkomen worden bij ingrepen als een borstreconstructie, het vervangen van een hartklep of een meniscus. Uiteindelijk zou het met bio-inkten en 3D-printtechnologie volgens de onderzoekers zelf mogelijk moeten zijn om hele organen te printen en zo het tekort aan donororganen aan te pakken.
Doorontwikkeling biofabricatie
Hoewel de onderzoekers de afgelopen jaren al grote stappen gezet hebben staat de biofabricatie van weefsel nog in de kinderschoenen. Voor elke toepassing, variërend van het maken van een artificieel hoornvlies tot het ontwikkelen van complexe organen zoals bijvoorbeeld de lever, moet een specifieke, optimaal functionerende, inkt ontwikkeld worden.
Xpect-INX heeft inmiddels een eerste distributiecontract in handen van Regemat 3D, een internationaal bioprintbedrijf. "Door deze samenwerking kunnen we klanten niet enkel de geschikte printer voor hun applicatie aanbieden, maar ook meteen de juiste materialen leveren, waardoor hun onderzoekstraject drastisch wordt ingekort", zegt Zukhra Battalova van Regemat 3D.
