Een nieuwe 3D-printtechniek stelt onderzoekers in staat biologische structuren te repliceren, die kunnen worden gebruikt voor weefselregeneratie en replica-organen.

Onderzoekers van het Imperial College London hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het maken van 3D-structuren met behulp van cryogene (bevriezing) en 3D-printtechnieken.

Dit bouwt voort op eerder onderzoek, maar is de eerste die structuren creëert die zacht genoeg zijn om de mechanische eigenschappen van organen zoals de hersenen en de longen na te bootsen. Hun techniek is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

In staat zijn om de structuur en zachtheid van lichaamsweefsels aan te passen, betekent dat deze structuren kunnen worden gebruikt in medische procedures om steigers te vormen die kunnen dienen als een sjabloon voor weefselregeneratie, waar beschadigde weefsels worden aangemoedigd om opnieuw te groeien.

Door beschadigd weefsel te regenereren door poreuze scaffolds met cellen te 'bezaaien' en ze aan te moedigen om te groeien, kan het lichaam genezen zonder de problemen die normaal gesproken van invloed zijn op weefselvervangende transplantatieprocedures, zoals afstoting door het lichaam.

Het gebruik van steigers wordt steeds gebruikelijker en gevarieerder in zijn toepassingen, maar deze nieuwe techniek is speciaal omdat het superzachte steigers creëert die lijken op de zachtste weefsels in het menselijk lichaam en die deze regeneratie kunnen helpen bevorderen. Vooral, er is mogelijk toekomstig potentieel bij het zaaien van neuronale cellen; die betrokken zijn bij de hersenen en het ruggenmerg.

De onderzoekers testten de 3D-geprinte structuren door ze te zaaien met dermale fibroblastcellen, die bindweefsel in de huid genereren, en ontdekte dat er sprake was van succesvolle gehechtheid en overleving. Dit succes, naast eerder onderzoek, zou kunnen leiden tot verdere mogelijkheden rond de succesvolle groei van stamcellen, wat medisch opwindend is vanwege hun vermogen om in verschillende soorten cellen te veranderen.

Aanvullend, de techniek zou kunnen worden gebruikt om replica-lichaamsdelen of zelfs hele organen te maken. Deze kunnen ongelooflijk nuttig zijn voor wetenschappers, waardoor ze experimenten kunnen uitvoeren die niet mogelijk zijn op levende proefpersonen. Ze kunnen zelfs worden gebruikt om te helpen bij medische opleiding, ter vervanging van de behoefte aan dierlijke lichamen om chirurgie op te oefenen.

Zhengchu Tan, een van de onderzoekers van de faculteit Werktuigbouwkunde van Imperial, zei:"Op dit moment hebben we structuren gemaakt van enkele centimeters groot, maar idealiter zouden we met deze techniek een replica van een heel orgel willen maken."

De techniek maakt gebruik van vast koolstofdioxide (droogijs) om een ​​hydrogelinkt snel af te koelen wanneer deze uit een 3D-printer wordt geëxtrudeerd. Na te zijn ontdooid, de gevormde gel is zo zacht als lichaamsweefsels, maar bezwijkt niet onder zijn eigen gewicht, wat in het verleden een probleem was voor soortgelijke technieken.

Dr. Antonio Elia Forte, een van de onderzoekers van de afdeling Bioengineering van Imperial, zei:"Cryogenics is het nieuwe aspect van deze technologie - het maakt gebruik van de faseverandering tussen vloeibaar en vast om polymerisatie op gang te brengen en superzachte objecten te creëren die hun vorm kunnen behouden. Dit betekent dat de technologie een breed scala aan mogelijke toepassingen heeft."