Kraakbeen bioprinten stap voor stap dichterbij

Sinds april is Jos Malda hoogleraar ‘biofabrication in translational regenerative medicine’, kortweg bioprinten. Hij wil de grenzen tussen biologie en technologie doorbreken en ontdekken hoe deze vakgebieden elkaar kunnen versterken.

Tijdens de rondleiding die hij door het nieuwe lab in het Hubrecht Instituut geeft, laat Jos Malda de verschillende 3D-printers zien. Sommige kunnen alleen kunststof printen. ‘Daarmee printen we zelf de benodigdheden waarmee we aan de andere printers knutselen.’ Andere zijn meer geavanceerd en kunnen verschillende soorten bio-inkt printen. Jos houdt zich met zijn groep vooral bezig met het ontwikkelen van geschikte bio-inkt om grotere kraakbeenschade te herstellen. ‘Bij gewone 3D printers wordt de inkt veel te heet. Daar hebben we niks aan, want onze inkt bevat levende cellen. Die overleven een te hoge temperatuur niet. We werken aan gels waarin cellen niet alleen kunnen overleven, maar ook met elkaar kunnen communiceren. Want aan geïsoleerde cellen heb je niks, die verliezen hun functie.’

Superdun afbreekbaar kunststof

Na verloop van tijd kwam de onderzoeksgroep uit bij een gelatine-achtige substantie, waarin de cellen overleefden én hun functie behielden. ‘Maar we hebben het over de reparatie van kraakbeen. En kraakbeen van gelatine, daar zak je doorheen, dat is niet stevig genoeg.’ De volgende stap was de ontwikkeling van superdun afbreekbaar kunststof dat door de gelatine met cellen heen geweven is. ‘Daar hebben we een speciale printer voor. Dit zorgt voor een versteviging, je kunt de werking met gewapend beton vergelijken. Nu is een constructie ontstaan die net zo sterk is als kraakbeen.’

Horizontale versteviging

Verder onderzoek liet echter zien dat die stevigheid er vooral is bij verticale druk. ‘Als je er met een draaiende beweging druk op uitoefent, blijkt de constructie minder stevig. Dus nu werken we aan een horizontale versteviging. Zie het als een scheerlijnenconstructie van een tent. De tentpalen kunnen nog zo sterk zijn, zonder scheerlijnen waait de tent toch om. Al met al begint het zo langzamerhand ergens op te lijken.’

Gat tussen innovatie en praktijk

Hoewel de ontwikkelingen veelbelovend zijn, wil Jos niet de indruk wekken dat het ook al bijna in de kliniek kan worden gebruikt. ‘Het gat tussen innovatie en praktijk wordt steeds groter. Logisch, want we willen tegenwoordig geen risico’s meer nemen. Voordat we het toepassen in de praktijk, moeten we zeker weten dat het goed werkt. Maar dat heeft wel consequenties voor de doorlooptijd. Als alles voorspoedig verloopt, duurt het zeker nog vijf tot tien jaar voor patiënten met kraakbeenschade echt iets aan deze nieuwe techniek kunnen hebben.’

Waardevolle link

Het bijzondere van de leerstoel van Jos is dat hij zowel bij de afdeling orthopedie van het UMC Utrecht als bij de faculteit diergeneeskunde hoogleraar is. ‘De link tussen die twee is heel waardevol. En door mijn aanstelling bij beide verdwijnen de grenzen tussen de faculteiten en kunnen we gewoon met het project aan de gang. Bovendien hebben we dankzij deze constructie een geweldig multidisciplinair team met mechanical engineers, dierenartsen, artsen, stamcelbiologen enzovoort. Hoewel het soms moeilijk is elkaars taal te spreken, werkt dat fantastisch.’  

Verder lezen?

Lees meer over kraakbeendefect op umcutrecht.nl