Kunstmatige pezen en kraakbeen uit de printer worden in de toekomst mogelijk dankzij een Australische vinding. Stevige hydrogels blijken in staat om zachte weefsels in het lichaam te imiteren
De kunstpees van de toekomst zit in de yoghurt van vandaag. Gellangom (E418) is een verdikkingsmiddel dat aan bijvoorbeeld yoghurt wordt toegediend. Hoogleraar Material Science, Marc in het Panhuis van de universiteit in het Australische Wollongong, ontdekte dat gellangom prima werkt als inkt in een 3D-bioprinter.
“Gellangom vormt in water een hydrogel die voor 97% uit water bestaat”, zegt In het Panhuis. Hydrogels hebben echter de vervelende eigenschap dat ze zacht zijn en uitdrogen, denk maar aan de meest bekende hydrogel, de gelatinepudding. Door de ion- en covalente bindingen binnen de gel te manipuleren maakt In het Panhuis de hydrogel stevig zodat deze makkelijker handelbaar is en niet meer uitdroogt. De covalente bindingen zorgen voor stevigheid terwijl de ionbindingen voor herstel van de stevigheid zorgen als de gel toch een opdonder krijgt. In het lab kan hij de hydrogels inzaaien met cellen die erin groeien.
Zachte en harde delen
Als toepassing voor kunstpezen en kraakbeen is de hydrogel nog niet stevig genoeg. De hoogleraar lost dit op door twee componenten in één keer te printen, de zachte gellangom en een harde biocompatibele polymeer. Beide stoffen hebben in de printer dezelfde reologische eigenschappen waardoor ze op dezelfde manier te verwerken zijn. “Door om en om hydrogel en polymeer te printen, kunnen we een kunstmeniscus printen die uit zachte en harde delen bestaat. Ik kan beide componenten echter ook in de printkop mengen en zo een gradiënt printen met wisselende verhouding tussen hydrogel en polymeer. Hoe meer polymeer, hoe harder het product en hoe meer hydrogel, hoe zachter het product. Op die manier bouwen we een kunstpees op.” De natuurlijke pees bestaat ook uit een gradiënt die van hard naar zacht weefsel verloopt: hard bij de aanhechtingen aan het bot en zacht ertussen in.
Voordat de eerste patiënt een geprinte kunstpees of meniscus van hydrogel krijgt zullen nog wat jaren verstrijken. Zo moeten de onderzoekers nog werken aan het inzaaien van de kunstpees met de juiste cellen en aan de optimalisatie van het printproces.(Patrick Marx)
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.