211service.com
3D-geprinte nierdelen zijn nu dichter bij de realiteit gekomen
Met behulp van 3D-printen hebben wetenschappers kleine, ingewikkelde buisjes gemaakt die werken als belangrijke componenten van echte nieren.
Er zijn nog veel meer stappen nodig voordat ze kunstmatige niervervangende onderdelen kunnen maken, maar het resultaat is belangrijk omdat het betekent dat onderzoekers voor het eerst 3D-printen hebben gebruikt om nierweefsel te maken dat functioneert als het echte werk. De uitvinders zeggen dat het kunstmatige weefsel op korte termijn buiten het lichaam kan worden gebruikt om mensen te helpen die hun nierfunctie hebben verloren, en om de toxiciteit van nieuwe medicijnen te testen.
Onderzoekers proberen al meer dan 20 jaar kunstmatige nieren te maken, maar het opnieuw creëren van de complexe driedimensionale structuur en cellulaire architectuur van een nier, die cruciaal zijn voor zijn functie, is een enorme uitdaging. Toch is de behoefte dringend. Ongeveer 10 procent van de wereld bevolking lijdt aan een chronische nierziekte. Om in leven te blijven, zijn miljoenen afhankelijk van dialyse, een tijdrovende en fysiek veeleisende procedure waarbij bloed wordt verwijderd, door een filterapparaat wordt geleid en in het lichaam wordt teruggebracht. Maar dialysemachines zijn lang niet zo effectief als nieren. En terwijl in de VS ongeveer 16.000 mensen elk jaar een niertransplantatie krijgen, wachten nog eens 100.000 op donaties.
Met behulp van een 3D 'bioprinter' konden onderzoekers de structuur van een belangrijk nierdeel nabootsen.
Het nieuwe 3D-geprinte nierweefsel is het werk van de Jennifer Lewis-lab aan Harvard, die een innovatieve benadering heeft ontwikkeld voor het bioprinten van weefsel. De techniek stelt onderzoekers in staat om complexe structuren af te drukken die in verschillende soorten menselijk weefsel worden aangetroffen, evenals vasculaire systemen die nodig zijn om dergelijk weefsel in leven te houden. De afdrukmethode maakt gebruik van meerdere soorten gelachtige inkten. Na het printen verwijderen de onderzoekers een van de inkten, waardoor holle buisjes overblijven. Vervolgens voegen ze cellen toe, die uitgroeien tot weefsel.
Lab testen laten zien dat het gemanipuleerde weefsel een echte nierfunctie vertoont in een mate die nog niet eerder is bereikt, zeggen de onderzoekers. Ze waren in het bijzonder in staat om de proximale tubulus, een onderdeel van een nefron, de functionele basiseenheid van de nier te maken. Nefronen filteren het bloed, houden de nuttige dingen voor het lichaam en scheiden de rest uit. Als wetenschappers een nefron zouden kunnen bouwen, zouden ze in theorie nieren kunnen bouwen, maar daarvoor zullen verschillende extra onderling verbonden onderdelen moeten worden ontwikkeld, wat waarschijnlijk nog vele jaren zal duren.
Toch speelt dit specifieke deel van het nefron een sleutelrol in het proces van het opnieuw opnemen van voedingsstoffen, dus het bedrukte weefsel kan medisch nuttig zijn, zegt Lewis, een materiaalwetenschapper en professor in biologisch geïnspireerde engineering aan Harvard. Om te beginnen zou dergelijk weefsel kunnen worden gebruikt om potentiële medicijnen te testen; zo'n 20 procent van de medicijnen in tests bij mensen in een laat stadium faalt omdat ze giftig zijn voor de nieren. Het kunstmatige weefsel kan ook worden gebruikt in een apparaat buiten het lichaam om te helpen bij nierdialyse. Het ontwikkelen van zo'n apparaat zal zeker een paar jaar duren, zegt ze.
(Lees meer: 10 baanbrekende technologieën: 3D-printen op microschaal, kunstmatige organen kunnen eindelijk een bloedtoevoer krijgen)