Mens-op-een-chip: 3D-printen waarbij menselijk weefsel wordt gereproduceerd

BRAZILIË: Onderzoekers van de São Paulo State Research Support Foundation (Visp) zijn pioniers in de ontwikkeling van een revolutionair apparaat dat bekend staat als de ‘human-on-a-chip’ of ‘body-on-a-chip’ (BoC), waarbij gebruik wordt gemaakt van 3D-printtechnologie . 

Dit geavanceerde apparaat, dat menselijk weefsel kan reproduceren, heeft een belangrijke rol gespeeld bij het evalueren van de toxiciteit van verschillende producten en markeerde een belangrijke mijlpaal in het biomedisch onderzoek.

Gebruik bij het testen van producttoxiciteit

De BoC, die huid- en darmweefsel nabootst, is in verschillende landen, waaronder Brazilië, ingezet voor toxiciteitstesten. Grote spelers uit de industrie, zoals cosmeticagigant Nature, hebben deze technologie sinds de eerste helft van 2023 omarmd. 

Gezamenlijke inspanning om 3D-printen in de productie van medische apparatuur radicaal te veranderen

Bioloog Juliana Lago legt uit: “We passen het ingrediënt dat we willen testen toe op de gereconstrueerde huid en evalueren de toxiciteit ervan, waarbij we de werking van het menselijk lichaam simuleren.”

Deze innovatieve aanpak pakt ethische problemen aan die eerder in verband werden gebracht met veiligheids- en effectiviteitstests, vooral in de schoonheids-, persoonlijke hygiëne- en parfumindustrie. Door dierproeven, die in maart 2023 door de Nationale Raad voor de Controle van Experimenten met Dieren (Concea) werden verboden, te vervangen door BoC-technologie, kunnen onderzoekers uitgebreide toxiciteitsbeoordelingen uitvoeren en tegelijkertijd de naleving van ethische normen garanderen.

Materiaal en productieproces

Startup 3DBS, gevestigd in Campinas, Brazilië, speelt een cruciale rol bij de productie van menselijk weefsel met behulp van 3D-printtechnologie. Darmweefsel wordt gemaakt van cellen afkomstig van een celbank in Rio de Janeiro, terwijl huidweefsel afkomstig is van menselijke cellen die zijn verkregen uit weefselmonsters die tijdens operaties zijn verzameld. 

Bioloog Ana Luisa Milas legt uit: “Cellen die bij een operatie bij kinderen worden verwijderd, produceren snel collageen type I, het eiwit dat we nodig hebben omdat het de huid weerstand en elasticiteit geeft.”

Formlabs onthult harspompsysteem en materialen voor verbeterd 3D-printen

Naast de toepassing ervan in biomedisch onderzoek heeft de 3D-printtechnologie diverse toepassingen gevonden, waaronder op maat gemaakte medische en tandheelkundige protheses, complexe onderdelen voor de auto- en ruimtevaartindustrie, en de productie van op maat gemaakte of kleine matrijzen en verbruiksartikelen. 

Bovendien houden ontwikkelingen zoals de ontwikkeling van huidweefsel met structuren die lijken op haarzakjes door middel van bioprinting veelbelovend in voor toekomstige therapeutische interventies op het gebied van wondgenezing en transplantaatbehandelingen.

Toekomstperspectieven en lopend onderzoek

De voortdurende evolutie van de 3D-printtechnologie opent nieuwe wegen voor wetenschappelijk onderzoek en medische innovatie. Met voortdurende vooruitgang en interdisciplinaire samenwerking willen onderzoekers het volledige potentieel van deze technologie benutten om complexe gezondheidszorguitdagingen aan te pakken en de patiëntresultaten te verbeteren.