Hoe print je een bloedvat?
Er is al jaren een tekort aan geschikte donoren. Maar wat als we zelf vervangende weefsels en organen kunnen maken? Dat proberen onderzoekers van het UMC Utrecht te doen met ‘bioprinten.’ Bioprinten is het maken van functionerende weefsels en organen die gekweekt kunnen worden van cellen uit het lichaam van de patiënt zelf. Het UMC Utrecht doet veel innovatief onderzoek naar bioprinting. In deze driedelige serie lichten we recent onderzoek toe. Dit is deel 3: ‘Hoe print je een bloedvat?’.
Lees ook deel 1 en 2 van deze serie ‘Hoe help je cellen op weg in geprint weefsel?’ en ‘Printtechnieken combineren levert winst’.
Weefsels maken met een printer klinkt aantrekkelijk, maar het is een stuk lastiger dan iets van plastic printen. Dat is inmiddels redelijk normaal en bekend. Cellen zijn namelijk erg kwetsbaar. Het printen moet daarom erg snel en voorzichtig gebeuren. Het printen van cellen in laagjes met een ‘klassieke’ 3D-printer is mogelijk, maar het printen gaat langzaam en daarom niet altijd bruikbaar. Volumetrisch printen is dan een oplossing.
Deel 3: Hoe print je een bloedvat?
Volumetrisch printen is wel snel, maar niet zo stevig. Zeker als je een bloedvat zou willen maken dat bestand is tegen de hoge bloeddruk, dan is alleen volumetrisch printen niet genoeg. De onderzoekers van het Regenerative Medicine Center Utrecht combineerden het daarom met ‘melt electrowriting’ (MEW-printen). Dit is een zeer nauwkeurige vorm van 3D-printen die werkt door een smal filament van gesmolten (biologisch afbreekbaar) plastic te richten. Het is in staat ingewikkelde structuren te maken die mechanisch sterk zijn en flinke krachten kunnen hebben.
Een buis met lagen printen
Het proces begint met het maken van een buisvormige structuur met behulp van MEW-printen. Dit wordt vervolgens ondergedompeld in gel en in de volumetrische bioprinter geplaatst. De laser van de printer kan de gel aan de binnenkant, buitenkant en/of in de structuur zelf laten stollen. Hierdoor ontstaan er verschillende lagen. "Om dit goed te krijgen, moesten we de steiger precies in het midden van de flacon plaatsen", zegt promovendus Gabriël Größbacher. “Elke afwijking van het midden zou een verschuiving van de print betekenen. Maar we zijn erin geslaagd om het perfect te centreren.”
Door twee verschillend gekleurde stamcellen te gebruiken kon het team in principe een bloedvat printen met twee lagen stamcellen in de wand en epitheelcellen om de binnenkant van het bloedvat te bedekken. De volgende stap is om dit op zo’n manier te doen dat er een echt, functionerend bloedvat ontstaat.
Lees meer over dit onderzoek en de andere delen van deze serie ‘Hoe help je cellen op weg in geprint weefsel?’ en ‘Printtechnieken combineren levert winst’.
Pioniers in volumetrisch printen
Sinds 2019 lopen de onderzoekers van de biofabrication groep van het Regenerative Medicine Center Utrecht daarom voorop met het gebruik van ‘volumetrisch printen’ voor cellen. Deze vorm van printen maakt gebruik van een lichtgevoelige gel die hard wordt zodra er een laser op schijnt. Door het laserlicht goed te mikken op een draaiend buisje kan er in enkele seconden een voorwerp gemaakt worden – met levende cellen erin. Toch is ook dit pas een eerste stap. De onderzoekers zijn onder leiding van associate professor Riccardo Levato voortdurend bezig met het verbeteren van dit proces. In deze serie belichten we er enkele van.
