Regeneratieve geneeskunde: eerst humane cornea gemaakt door 3D printing
Wetenschappers van de Universiteit van Newcastle, Verenigd Koninkrijk, hebben een medische krachttoer gerealiseerd: ze hebben een "biologische inkt" gemaakt, waarmee ze met succes een driedimensionale afdruk hebben gemaakt van een humane cornea uitgaande van stamcellen afgenomen uit de ogen van de patiënten. De 'proof of concept' is er. Het zal echter nog jaren duren voor we zo'n 3D cornea zullen kunnen transplanteren.
De medische toepassingen van 3D printing nemen almaar toe: gips, prothese, implantaat, huid, kraakbeen ..... Met 3D printing kan je stukken op maat maken en bovendien de kosten sterk drukken.
Britse vorsers hebben een nieuwe toepassing ontwikkeld: ze hebben het eerste humane kunsthoornvlies in 3D afgedrukt. Dankzij die krachttoer zouden sommige patiënten weer kunnen zien en zou er ook geen probleem van beschikbaarheid van hoornvlies meer mogen zijn.
Naar schatting zijn meer dan 5 miljoen mensen volledig blind als gevolg van brandwonden, laceratie, een abrasio of een ziekte van het hoornvlies. Ongeveer 10 miljoen mensen wachten op een heelkundige ingreep om corneale blindheid als gevolg van ziekten zoals een trachoma of een ooginfectie te voorkomen. De vraag naar hoornvlies is echter veel hoger dan het aanbod. Als je hoornvlies driedimensionaal zou kunnen afdrukken, zou dat de zaken totaal veranderen.
De groep van Newcastle heeft eerst onderzoek verricht om een biologische inkt met stamcellen te ontwikkelen die kan worden afgedrukt. Dat is niet eenvoudig. Het materiaal moet immers voldoende stijf zijn om zijn vorm te bewaren, maar moet ook soepel genoeg zijn om via de printkop van de 3D printer te kunnen worden geïnjecteerd zonder de stamcellen te beschadigen.
De wetenschappers hebben stamcellen van hoornvlies van een gezonde donor afgenomen en vermengd met alginaat en collageen. Met die unieke gel hebben ze een "biologische inkt" gemaakt. Met een gewone, goedkope 3D bioprinter hebben ze dan met succes concentrische cirkels afgedrukt om een skelet in de vorm van hoornvlies te vormen. Om de juiste vorm en afmetingen van het hoornvlies te bepalen, hebben de vorsers het oog van de patiënt gescand.
Na afdrukken van het hoornvlies, wat maar tien minuten duurt, heeft de groep de stamcellen de tijd gegeven om zich te ontwikkelen rond het skelet van alginaat en collageen. Een dag na het drukken was meer dan 90% van de keratocyten nog in leven en een week lager 83%. Voorwaar een fraai resultaat.
Met dat procedé zou je dus hoornvlies op maat kunnen afdrukken en heb je tevens meteen een oplossing voor het wereldwijde tekort aan hoornvlies voor transplantatie. Volgens prof. Che Connon, die het onderzoek leidt, moeten driedimensionaal afgedrukte hoornvliezen nu in levende organismen worden getest en zal het zeker nog jaren duren voor die kunnen worden gebruikt voor transplantatie.
(referenties: Experimental Eye Research, 14 mei 2018, DOI: 10.1016/j.exer.2018.05.010, en video op YouTube, 30 mei 2018)