...
In april hebben Israëlische vorsers de media gehaald met de aankondiging dat ze erin geslaagd waren een prototype van een menselijk hart te maken met een 3D printer uitgaande van menselijke weefsels. Het prototype kon echter niet pompen. Volgens vorsers van de Carnegie Mellon University in Pennsylvania zou dat binnenkort wel mogelijk kunnen zijn. Ze hebben het onderzoek verder doorgedreven en zijn erin geslaagd om uitgaande van collageen delen van een menselijk hart te bouwen en operationeel te maken.Met hun FRESH-techniek (freeform reversible embedding of suspended hydrogels) hebben ze een antwoord kunnen vinden op de vele uitdagingen van de huidige 3D bioprinting en hebben ze een ongeëvenaarde resolutie en betrouwbaarheid bereikt met zachte, levende materialen. Die unieke techniek stoelt op een combinatie van weefselengineering en 3D printing, waarmee ze dus een hart van normale grootte kunnen aanmaken. De sleutel tot het welslagen van die nieuwe methode is het gebruik van collageen. Collageen bevindt zich in alle weefsels van het menselijke lichaam en is dus ideaal materiaal.Collageen is het belangrijkste bestanddeel van de extracellulaire matrix, een netwerk van eiwitten dat de structuur en biochemische signalen levert die de cellen nodig hebben voor hun werking. Het collageen wordt gebruikt voor de vorming van driedimensionale microstructuren, die de complexe biologische structuur en de functie van weefsels en organen kunnen nabootsen.Bij de eerste drukproeven werden gelatineuze structuren verkregen. Door de pH aan te passen, zijn de wetenschappers er vervolgens in geslaagd om het collageen stijver te maken, wat resulteerde in een resolutie van 10 micron bij het afdrukken. Het is mogelijk cellen in te brengen in het collageen of poriën aan te brengen in de microstructuur door inclusie van gelatinebolletjes.De FRESH-techniek is bijzonder interessant, ook al omdat ze niet alleen collageen kan gebruiken voor het afdrukken, maar ook andere zachte gels zoals fibrine, alginaat en hyaluronzuur. De techniek levert dus een robuust, aanpasbaar platform voor weefselengineering.Met de 3D printer hebben de auteurs vijf bestanddelen van het menselijke hart kunnen nabouwen, van haarvaten tot het volledige orgaan, en dus ook een functionele hartklep.Dat is zeer hoopgevend voor de vele patiënten die wereldwijd op de wachtlijst staan voor een harttransplantatie, maar eerst moet de techniek nog worden onderzocht bij proefdieren en daarna bij de mens.Science, 2 augustus 2019, DOI: 10.1126/science.aav9051