3D-geprint weefsel kan osteochondraal letsel verhelpen

Onderzoekers zijn erin geslaagd osteochondraal weefsel te printen met behulp van een 3D-printer. De ontwikkeling kan uitkomst bieden voor patiënten met osteochondraal letsel, waarbij zowel het bot als kraakbeen is beschadigd.

De ontwikkeling komt uit de koker van de Amerikaanse Rice University. Osteochondraal letsel bestaat in allerlei vormen, zoals kleine scheurtjes die in het weefsel ontstaan of stukjes bot die afbreken. Dergelijk letsel veroorzaakt vaak pijnklachten en kan voor topsporters zelfs het einde van hun carrière betekenen. 

Veelvoorkomende sportblessures verhelpen

“Athleten worden disproportioneel beïnvloed door dit soort letsel, maar iedereen kan hierdoor getroffen worden”, legt Sean Bittner, een student van de Rice University en lid van het onderzoeksteam, uit. “Ik denk dat dit een krachtige tool kan zijn om mensen met veelvoorkomende sportblessures te helpen.”

Tot nu toe was het niet mogelijk osteochondraal weefsel na te maken, waardoor dergelijk letsel slechts beperkt kon worden aangepakt. De grootste uitdaging hierbij is de geleidelijke overgang van kraakbaan naar bot in dit weefsel, wat moeilijk kunstmatig gereproduceerd kan worden. Hier zijn onderzoekers van de Rice University nu wel in geslaagd. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in Acta Biomaterialia.

Polymeer en keramiek

De onderzoekers hebben een materiaal gecreëerd dat bestaat uit een combinatie van polymeer en keramiek. Het polymeer bootst hierbij het kraakbeen na, terwijl het keramiek het bot representeert. Deze materialen gaan geleidelijk in elkaar over, net als in osteochondraal weefsel in het menselijk lichaam. De samenstelling van het materiaal kan worden afgestemd op de patiënt, maar zal volgens Bitner voor de meeste patiënten identiek zijn. 

Het 3D-geprinte osteochondraal weefsel (foto door: Jeff Fitlow)

Het materiaal is voorzien van poriën, waardoor de eigen cellen en bloedvaten van een patiënt in het materiaal kunnen groeien. Het materiaal kan hiermee uiteindelijk onderdeel worden van het natuurlijke bot en kraakbeen van een patiënt. “Door de porositeit kunnen bloedvaten vanuit het natuurlijk bot groeien. We hoeven zelf dus geen bloedvaten te fabriceren”, aldus Bitner. 

‘Grote impact’

Het onderzoeksteam staat onder leiding van Antonios Mikos, als biowetenschapper verbonden aan de Rice University. Mikos spreekt over een groot succes in de ontwikkeling van bioprinting tools waarmee basale wetenschappelijke vragen kunnen worden beantwoord en nieuwe kennis in de klinische praktijk kan worden gebracht. “In deze context heeft deze ontwikkeling een grote impact en kan leiden tot nieuwe regeneratieve medicinale oplossingen”, aldus Mikos.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Rice University