Vanaf het bescheiden begin in de jaren tachtig zijn de 3D-printers geëvolueerd tot een punt waarop ze de grenzen van onze verbeelding beginnen te overschrijden. Twee decennia geleden kon je met een 3D-printer alleen nog maar een plastic model krijgen, dat zeer beperkt in omvang was, terwijl ze tegenwoordig hele huizen kunnen printen en het een moeiteloos proces laten lijken. Toch is dit niet het einde van het verhaal, want het is meer dan duidelijk dat de 3D-technologie in de toekomst voor nog meer verrassingen zal zorgen.

Gedrukte ledematen?

3D-geprinte ledematen staan voor een ander gek idee dat misschien niet zo ver weg is. Er zijn al organisaties zoals e-NABLE die samenwerken met ontwerpers en 3D-architecten om goedkope 3D geprinte prothesen te maken. Tegenwoordig kunt u zelfs kleuren, texturen en stijlen van prothetische ledematen kiezen en kunt u ze printen voor ongeveer £30. De Open Hand Project is een ander interessant initiatief dat 3D geprinte robotprotheses maakt voor minder dan £600. Het afdrukken van een echt ledemaat klinkt als de volgende logische stap en wetenschappers zijn al bezig om dit te realiseren.

3D afdrukken van iets levends

Zoals bij elk ander 3D-printproces heeft u een printer en bouwmateriaal nodig. Om iets organisch te bouwen, heb je een printer nodig die cellen en hydrogel als inkt gebruikt. Natuurlijk zijn de organische cellen je bouwmateriaal, hoewel ze niet zo goed aan elkaar plakken als het printen van plastic of cement.

Waardoor hydrogel?

Daarom moet je de hydrogel in de mix doen. Hydrogel zorgt voor structuur en heeft als doel de cellen bij elkaar te houden. Het gedrukte weefsel van cellen en hydrogel zal ook een rijpingsproces moeten ondergaan voordat het bruikbaar wordt. Tijdens het rijpingsproces wordt de hydrogel geleidelijk aan verwijderd en vormen de cellen sterkere bindingen.

Compatibiliteitsproblemen

Dit alles klinkt misschien ingewikkeld, en we hebben het probleem niet eens genoemd met compatibiliteit. Elk weefsel is gemaakt van verschillende cellen en als extra complicatie moeten de cellen compatibel zijn met de potentiële ontvanger als het weefsel met succes getransplanteerd moet worden. Alleen al het kweken van voldoende compatibele cellen is een gedoe, want het is een petrischaalproces dat veel tijd in beslag neemt.

Het afdrukken van biologische ledematen

Met onze huidige technologie is het printen van een heel levend ledemaat verre van mogelijk. Wetenschappers zijn echter op de goede weg. Tot nu toe zijn bioprinters zoals de PrintAlive gebruikt om huid, luchtpijpen en zelfs hele blazen te maken. Deze kunstmatige weefsels zijn met succes gekweekt en getransplanteerd in levende mensen. U kunt zich afvragen: ‘Waar is dan het probleem?’ Het probleem is dat een ledemaat veel complexer is dan een enkel weefsel.

Vroegere beperkingen

Levende ledematen worden gemaakt van veel verschillende weefsels en met de huidige drukprocedures kan slechts één enkel weefseltype per keer worden gemaakt. Wetenschappers werken aan het overwinnen van dit obstakel en hopelijk zullen we in de nabije toekomst een meer geavanceerde druktechniek zien.

Van robothulpmiddelen tot volledige cyborgs

Hoewel de bedrukte ledematen hier misschien nog niet zijn, kunt u gemakkelijk accessoires vinden die uw ledemaatfunctie kunnen vergroten of beweging kunnen geven aan een verlamd ledemaat. Cyberdyne heeft een verbazingwekkende vooruitgang geboekt op dit gebied en ze hebben zelfs een apparaat gemaakt dat een persoon in een rolstoel kan helpen om weer op te staan en te lopen. Dit bedrijf heeft een groot bedrag geïnvesteerd in 3D bioprinting onderzoek, dus er kan een tijd komen dat technologieën worden gecombineerd en dat cyborgs deel gaan uitmaken van onze werkelijkheid. Dit is echter slechts iets dat in de verre toekomst kan gebeuren en tot nu toe wordt alleen het bioprintpotentieel verkend.

Potentieel

Het potentieel van bioprinting is enorm. Het afdrukken van hele organen kan de orgaandonorlijst tot het verleden doen behoren. Vandaag staan meer dan 123.000 mannen, vrouwen en kinderen te wachten op de donorlijst. Elke tien minuten wordt er een nieuwe naam aan de lijst toegevoegd en elke dag sterven drieëntwintig mensen door gebrek aan compatibele organen. Als er genoeg geld wordt geïnvesteerd in deze technologie, hoeven mensen die een transplantatie nodig hebben alleen maar te wachten op de hoeveelheid tijd die nodig is om de compatibele cellen te kweken en op de duur van het rijpingsstadium.

Onderzoek

Bedrijven zoals Cyfuse en Organovo suggereren dat het drukken van organen en ledematen ook een sterke stijging van het wetenschappelijk onderzoek kan veroorzaken. Het ontwikkelen van geneesmiddelen en het brengen ervan naar de menselijke testfase is te wachten een langdurige en kostbare procedure te zijn. Gedrukte ledematen en organen kunnen onderzoekers helpen om sneller en goedkoper de menselijke testfase te bereiken, zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid.

Het is GEEN waandenkbeeld

Het is te hopen dat 3D-bioprinting een stadium bereikt waarin hele ledematen kunnen worden geproduceerd en het is geen onrealistisch idee. De technologie is er en de onderzoekers zijn er al mee bezig. Het enige dat ontbreekt is de adequate financiering.  Gedrukte organen en geprinte ledematen kunnen mensen een tweede kans in het leven geven. Hopelijk komen ze eerder vroeg dan laat.

Wil je meer?

Wil je meer? Wees niet droevig dat het artikel voorbij is! We hebben nog genoeg andere spannende dingen met je te delen. Schrijf je in op onze tweemaandelijkse nieuwsbrief en we houden je op de hoogte van ons laatste nieuws.