Revolutie in geneeskunde door 3d-printer

De regeneratieve geneeskunde staat aan de vooravond van een revolutie, dankzij de 3d-printer. Ons doel is met zenuwcellen en orgaancellen functionerende structuren in patiënten maken, maar dat is nog een stip aan de horizon, zegt neurochirurg Bon Verweij. Het printen van bot en kraakbeen begint al wel de kliniek te bereiken.

Sinds een paar jaar kun je voor pakweg 800 euro een 3d-printer kopen voor het printen van voorwerpen. De medische wereld experimenteert ook met 3d-printen, niet alleen met verschillende soorten kunststof, maar ook met menselijke cellen. Neurochirurg Bon Verweij vertelt erover tijdens een alumni-avond. Het UMC Utrecht, waar hij werkt, loopt voorop bij het 3d-printen van menselijke materialen, samen met de Universiteit Utrecht. Verweij: ‘De regeneratieve geneeskunde en de 3d-printonderzoekers werken intensief samen’.

Samen met universiteiten in Australië en in Duitsland is zelfs een masteropleiding Biofabrication opgericht, waar ook studenten met een geneeskunde-minor zich voor kunnen inschrijven. Er moet nog veel onderzoek worden gedaan, waar deze nieuwe opgeleide masters hard bij nodig zijn. Een van de grote vragen van het 3d-printen van biomaterialen is namelijk: welke printstof gebruik je? Er is een waterige omgeving nodig, en nadeel daarvan is dat het geen stevige 3d-structuren oplevert. Probleem twee is de printkop, die mag niet te heet zijn, want dan zouden de cellen stuk gekookt worden. Pogingen om onder meer huid, bot en kraakbeen te printen zijn inmiddels geslaagd. ‘Het printen van botstructuren gaat in de nabije toekomst echt de kliniek te bereiken’, volgens Verweij. Een filmpje laat het zien: een knie is beschadigd en er wordt een stuk verwijderd. De 3d-printer maakt een nieuwe structuur met afwisselend stamcellen en kunststof, precies in de vorm van het stuk kraakbeen dat de patiënt mist. Dit geprinte stuk wordt geplaatst, waarna de cellen zich door ontwikkelen.

Het is niet vreemd dat Bon Verweij als neurochirurg betrokken is bij het printen van botten, want eerder dit jaar verwierf hij grote bekendheid met de vervanging van de ernstig verdikte schedel van een 22-jarige patiënte. Deze vrouw kreeg kunststof implantaten voor grote delen van haar schedel tijdens een marathonoperatie van 23 uur, geprint aan de hand van een ct-scan. Patiënten die delen van hun schedel missen, komen nu van over de hele wereld naar Utrecht. Verweij: ‘We hopen de komende jaren stukken schedel op maat te kunnen printen voor deze mensen.’

De stip aan de horizon bij het bioprinten zijn organen als nieren en lever, waar nu een groot tekort aan is. Hier zijn echter nog een aantal hordes te nemen, aldus de neurochirurg. ‘Er is al een geprinte nier, die er heel echt uitziet. Probleem is dat dit geprinte orgaan enkele weken nodig heeft om zich goed te ontwikkelen, nadat het geprint is. Die tijd is er niet, want een orgaan overleeft maar enkele uren buiten het lichaam. Het is bijvoorbeeld heel lastig om de diepere structuren van zuurstof te voorzien, met goed functionerende bloedvaten. Met een dun orgaan als de huid, gaat dat veel makkelijker.’

De zaal met alumni van allerlei studierichtingen staat versteld van de mogelijkheden van het bioprinten, maar toch vraagt iemand voorzichtig of dit niet de weg is naar geprinte mensen à la Frankenstein. Hoe zit het met de ethische kant van het bioprinten? ‘Hier hebben wij zelf ook discussies over’, zegt de neurochirurg. ‘Wij kunnen als onderzoekers geen antwoord geven op deze vraag, maar het huidige gebruik van de stamcellen bij het printen van biomaterialen wordt al wel beoordeeld door de medisch-ethische toetsingscommissies. De andere kant van het verhaal is er ook, want er overlijden nu veel patiënten door het gebrek aan organen.’

Heleen Croonen

• Bon Verweij sprak in de uitzending van Pauw en Witteman over de schedeltransplantatie
• De video over het printen van een stuk bot met stamcellen, met orthopeed en hoogleraar translationeel onderzoek van het steun- en bewegingsstelsel Wouter Derth
• Meer over de master biofabrication