Een 3D-bioprinter in elk operatiekwartier?

Ibrahim Ozbolat, een bio-ingenieur van de Universiteit van Pennsylvania, werkt aan een 3D-bioprinter die kraakbeen en botweefsel print. "Volledig op maat. En in de toekomst life op de operatietafel", beweert Ozbolat in het tijdschrift Nature. "Er komt een tijd dat patiënten met artrose niet langer een heup- of knieprothese krijgen. Ze worden op de operatietafel behandeld door een bioprinter die laagje per laagje botweefsel en kraakbeen print zodat de patiënt een nieuw gewricht op maat krijgt. De chirurg komt er nog aan te pas om de patiënt open te leggen, aangetast weefsel te verwijderen en hem na de bioprint opnieuw te sluiten."De 'inkt' van de printer bestaat uit een mengsel van gelachtige stoffen en cellen. Vermoedelijk stamcellen die werden geoogst uit de patiënt zelf, al sluit Ozbolat niet uit dat voor sommige toepassingen universele cellen 'off-the-shelf' kunnen gebruikt worden. Daardoor zou de kostprijs stukken lager liggen. De visie van de Amerikaanse bio-ingenieur beperkt zich overigens niet tot versleten knieën en heupen. "Voor het herstel van eender welk lichaamsdeel, kan de bioprinter een rol spelen", stelt hij in zijn boek '3D Bioprinting' dat recent bij Elsevier verscheen.Ozbolat is niet de enige die brood ziet in 3D-bioprinting. Antony Atala van de Wake Forest School of Medicine in North-Carolina, Darryl D'Lima van de Scripps Clinic in San Diego, en Jeffrey Goldberg van Stanford experimenteren met het printen van huidweefsel, oorschelpen, zenuwweefsel en retina's. De droom van deze onderzoekers is om ooit hele organen als nieren en harten te printen.De resultaten bij proefdieren zijn alvast veelbelovend. Wel zal het nog minstens een decade duren vooraleer zelfs eenvoudige weefseltypes als huid, bot en kraakbeen hun weg naar de kliniek vinden. Op medium lange termijn zullen ook holle tubulaire bio-structuren als bloedvaten uit de printer rollen. En vervolgens complexere holle organen als urineblazen. Vooraleer een nier of een hart kanD geprint en getransplanteerd worden, zal men verder moeten uitzoeken hoe bijvoorbeeld zenuwbanen, bloedvaten en lymfevaten in het orgaan kunnen aangelegd worden.Toch zijn de onderzoekers het erover eens dat 3D-printing, in combinatie met de exploderende wetenschap rond stamcellen wellicht het gouden duo is om regeneratieve geneeskunde echt waar te maken.3D-printing is in de ingenieurswereld een 'paraplu'-term voor een reeks technologieën die op basis van digitale bouwtekeningen driedimensionale objecten produceren door ze laagje per laagje op te bouwen. "Alsof we een stapel van 2D-tekeningen bovenop elkaar printen", schrijft Ozbolat in zijn boek. "Aanvankelijk werd 3D-printing vooral gebruikt om prototypes te bouwen, vandaag hebben grote industriële bedrijven als Siemens ze in hun productieproces geïntegreerd en bouwbedrijven experimenteren zelfs met 3D-geprinte huizen."Ook in de gezondheidszorg maakt 3D-printing opgang. In Artsenkrant van 21 maart 2014 (AK 2355) legde Fried Vancraen, CEO van de Leuvense 3D-printpionier Materialise, uit hoe zijn bedrijf in 2000 begon met het 3D-printen van hoorapparaten. Tegen 2014 leverde Materialise voor bijna 50.000 patiënten medische 3D-prints af: van gepersonaliseerde 3D-modellen om chirurgen te helpen bij het voorbereiden van hun ingreep tot op maat geprinte implantaten. Het grote voordeel van 3D-printing is volgens Vancraen immers precisiewerk en personalisatie.Misschien onverwacht, maar wellicht nog sneller beschikbaar dan een 3D-printer in het operatiekwartier, is een toestel bij de apotheker. Om pillen op maat te printen. Het voordeel van 3D-geprinte geneesmiddelen is hun ultra-precieze dosering. Ook pillen produceren op maat van bepaalde doelgroepen - kinderen bijvoorbeeld - behoort tot de mogelijkheden.Bovendien kunnen complexe combinaties van geneesmiddelen samen in één pil worden geprint. Volledig afgestemd op maat van een individuele patiënt. Vooral voor chronische patiënten met een stapeling van medische problemen en voor ouderen kan hierdoor het aantal verschillende medicaties drastisch worden gereduceerd. Dit leidt tot een betere therapietrouw en de kans op vergissingen daalt zodat accidentele onder- of overmedicatie wordt vermeden. Nog interessanter wordt het om 3D-printers in te zetten voor het produceren van geneesmiddelen met een complex vrijgaveprofiel of voor implanteerbare geneesmiddelen.Vanzelfsprekend zijn er voor 3D-geprinte geneesmiddelen nog wel wat regulatorische hindernissen te overwinnen. Maar alleszins is het Amerikaanse geneesmiddelenagentschap FDA al overstag gegaan: reeds in 2015 keurde het een 3D-geprinte versie van het geneesmiddel levetiracetam goed. Volgens sommigen een mijlpaal voor medicinale 3D-printing. De toekomst zal het uitwijzen.