Bioprinting is een additief fabricageproces dat lijkt op 3D-printen – het gebruikt een digitaal bestand als blauwdruk om een object laagje voor laagje af te drukken. Maar in tegenstelling tot 3D-printen, printen bioprinters met cellen en biomaterialen, waardoor orgaanachtige structuren ontstaan die levende cellen laten vermenigvuldigen. Bioprinten is een vrij nieuwe technologie, en het heeft een enorm potentieel om sectoren als de geneeskunde en cosmetica ten goede te komen.
Er zijn drie basisstappen in het bioprintingproces:
1. Pre-bioprinting. Hierbij wordt een digitaal bestand gemaakt dat de printer kan lezen. Tegenwoordig zijn deze bestanden vaak gebaseerd op CT- en MRI-scans. Onderzoekers bereiden cellen en mengen ze met hun bioink, met behulp van een live-cell imaging systeem om ervoor te zorgen dat er genoeg cellen zijn om een weefselmodel succesvol af te drukken.
2.Bioprinting. Onderzoekers laden de met cellen geladen bioink in een cartridge en kiezen een of meerdere printkoppen, afhankelijk van de structuur die ze proberen te bouwen. Het ontwikkelen van verschillende soorten weefsel vereist dat onderzoekers verschillende soorten cellen, bioinkten en apparatuur gebruiken.
3.Post-bioprinting. De meeste structuren worden crosslinked om volledig stabiel te worden. Verknoping wordt meestal gedaan door behandeling van de construct met ofwel ionische oplossing of UV-licht – de samenstelling van de construct helpt onderzoekers bepalen wat voor soort verknoping te gebruiken. Vervolgens worden de met cellen gevulde constructen in een incubator geplaatst om te worden gekweekt.
Wat zijn de toepassingen van bioprinten?
De bioprinttechnologieën van vandaag zijn voor veel onderzoekers nog nieuw. Naarmate wetenschappers op dit gebied ontdekkingen blijven doen, kan bioprinten een enorme impact hebben op een reeks toepassingsgebieden.
– Ontwikkeling van geneesmiddelen. Veel van de huidige studies zijn afhankelijk van levende proefpersonen – een onhandige en dure methode voor zowel academische als commerciële organisaties. Bioprinted weefsels kunnen in plaats daarvan worden gebruikt tijdens de vroege stadia, het verstrekken van een meer ethische en kosteneffectieve oplossing. Met behulp van bioprintweefsel kunnen onderzoekers de werkzaamheid van een kandidaat-geneesmiddel eerder vaststellen, waardoor zij geld en tijd kunnen besparen.
– Kunstorganen. De lijst met orgaandonaties is zo lang dat patiënten jaren moeten wachten voordat ze de hulp krijgen die ze nodig hebben. Het kunnen bioprinten van organen zou artsen kunnen helpen de patiënten bij te houden of de lijst geheel te elimineren. Hoewel deze oplossing nog ver in het verschiet ligt, is het een van de meest impactvolle mogelijkheden op dit gebied.
– Wondgenezing. Er zijn tegenwoordig veel weefselspecifieke bio-inkten beschikbaar, waarmee onderzoekers kunnen werken met kunstmatige huidcellen, neuronen, hepatocyten en meer. Op een dag zouden clinici deze modellen kunnen gebruiken voor therapeutische procedures zoals huidtransplantaties, botverbanden voor gevechtswonden of zelfs plastische chirurgie.