3D-print maakt beter kraakbeenherstel mogelijk

Een internationaal team onderzoekers onder leiding van het UMC Utrecht heeft met behulp van 3D-printtechniek materiaal ontwikkeld om kraakbeenweefsel in gewrichten te herstellen. “Hiermee zijn op termijn wellicht grotere delen van een gewricht, zoals in de knie of de heup, te repareren dan met de huidige technieken”, zegt Jos Malda, universitair hoofddocent bij de Universiteit Utrecht en het UMC Utrecht. “Bovendien is dankzij de 3D-technologie mogelijk de originele vorm van het gewricht te construeren.” De resultaten verschenen in het tijdschrift Nature Communications.

De onderzoekers gebruiken zogenaamde hydrogels, netwerken van polymeren die veel vocht kunnen vasthouden. Voorbeelden van hydrogels zijn wine gums, pudding en zachte contactlenzen. In de regeneratieve geneeskunde kan een hydrogel als drager dienen voor cellen om gewrichtskraakbeen te herstellen. Met 3D-printtechnologie wisten de wetenschappers een netwerk van dunne vezels te printen waarmee ze de gel verstevigden. Het nieuwe materiaal blijkt vergelijkbare eigenschappen te hebben als kraakbeen in een gewricht.

“Op dit moment wordt celtherapie al in een aantal Nederlandse ziekenhuizen succesvol toegepast om beschadigingen in het kraakbeen te repareren”, zegt Malda, die het onderzoeksproject coördineert. “Maar er zijn beperkingen aan de vorm en grootte van het kraakbeendefect dat je ermee kunt repareren. Onze verstevigde hydrogels zijn steviger en elastischer dan de meeste celdragers en hiermee kunnen we op termijn wellicht grotere delen van een gewricht herstellen. Bovendien is het met 3D-bioprinters mogelijk de specifieke vorm en inhoud van de beschadiging en de contouren van het gewricht te reconstrueren.”Momenteel onderzoeken de wetenschappers het herstel van grote defecten in gewrichten na gebruik van de versterkte hydrogels. Ze kijken hierbij naar de kwaliteit van het nieuw gevormde kraakbeen.

Het onderzoek is onder andere gefinancierd door de Europese Unie en het Reumafonds, en is een samenwerking tussen verschillende universiteiten, waaronder de Universiteit van Würzburg (Duitsland) en Queensland University of Technology (Australië), twee van de partners waarmee de Universiteit Utrecht in september 2015 de master Biofabrication start.

De Utrechtse onderzoekers organiseren in november 2015 het internationale congres Biofabrication 2015. Wetenschappers uit de hele wereld zullen hier resultaten, nieuwe ideeën, methoden en technologieën binnen het vakgebied van 3D-bioprinten presenteren.