Bioprinttechnieken combineren levert winst

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 2: ‘Bioprinttechnieken 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 2: Bioprinttechnieken combineren levert winst  

Volumetrisch printen is snel, maar het is daarmee nog niet mogelijk cellen heel gecontroleerd en nauwkeurig te plaatsen. Dit kan wel met het ‘klassieke’ extrusieprinten. Een combinatie van beide printtechnieken zou daarom wel wenselijk zijn. Maar hoe maak je een gel die hard kan worden als er een laser op schijnt, maar waar óók nog een printerkop doorheen kan bewegen zonder die gel dan weer kapot te scheuren?  

Promovendus Davide Ribezzi ontwikkelde daarvoor een korrelige, ‘granulaire gel.’ “Granulaire gels zijn in feite gel-microdeeltjes die stevig op elkaar zijn gepakt”, zegt Ribezzi. “Ze gedragen zich bij elkaar als een gel, maar hebben daarnaast nuttige individuele eigenschappen. En omdat het losse deeltjes zijn, kan een printer erdoorheen bewegen.” Een beetje als een kind door een ballenbak dus. 

De granulaire gel levert meer celactiviteit op 

Experimenten met verschillende soorten cellen bevestigen dat de korrelige gels meer biologische activiteit mogelijk maken na het printen, veel beter dan de vaste gels. Binnen acht dagen nadat ze in de gel waren geprint, konden stamcellen zich meer verspreiden, creëerden epitheelcellen meer verbindingen en maakten neuronen meer verbindingen met elkaar.  

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. In deel 1:Hoe help je cellen op weg in geprint weefsel? In deel 3: het begin van een geprint bloedvat.