3D-bioprinter: revolutie in de behandeling van brandwonden

3D-Bioprinting is dankzij de vele medische mogelijkheden een van de meest belangrijke innovaties die 3D-printtechnologie in ons leven kan brengen. Hoewel veel bioprinting-technologie nog slechts theoretisch is en/of jaren in de toekomst ligt, is er een revolutionaire innovatie die prikkelend dichtbij aan het komen is om te worden geïntegreerd in de medische praktijk: de PrintAlive 3D-bioprinter.

Deze veelbelovende 3D-printer openbaarde zich voor het eerst aan de hele wereld tijdens de James Dyson Awards, een internationale ontwerpwedstrijd voor ingenieursstudenten, waar hij de eerste plaats behaalde en wel om een zeer goede reden. Want de PrintAlive Bioprinter is een 3D-printer die in staat is kunsthuid transplantaten te produceren die alle nare gevolgen van de huidige generatie huidtransplantaten vermijdt. De printer heeft dus niet alleen het potentieel om overal de levens en de omstandigheden van brandwondenslachtoffers te verbeteren, hij kan ook het leven van patiënten in een kritieke toestand redden.

Het belangrijkste aan deze methode, is dat hij in een relatief korte tijd grote hoeveelheden transplanteerbare huidcellen kan produceren, terwijl andere werkwijzen cellen vaak weken moeten laten groeien. Dit is een ernstig verzwakkend probleem dat moet worden overwonnen, omdat hulp vaak gewoon te laat komt voor veel slachtoffers. Bij ernstige brandwonden waar zowel de epidermale en dermale lagen van de huid worden vernietigd, is snelle wondsluiting van cruciaal belang voor een gunstig resultaat voor de patiënt en verminderde sterfte; na brandwonden is patiëntoverleving omgekeerd evenredig met de tijd die nodig is voor wondstabilisatie en -bedekking en het sterftecijfer stijgt met 10% per extra 10% verbrand oppervlak.

Maar er zijn meer voordelen. Niet alleen PrintAlive celstructuren van de patiënt zelf gebruiken om de besmetting of zelfs afstoting door de gastheer te verminderen, het zal ook de kosten verminderen door een verhoogde efficiëntie.

Met deze methode hoeven er ook niet langer gezonde delen van de huid van patiënten verwijderd te worden. Huidige behandelingen komen vaak neer op het creëren van een tweede wond om materiaal te verzamelen voor de eerste. Dit is problematisch voor sommige slachtoffers, vooral die met grote brandwonden. Voor patiënten met 40 procent of 50 procent brandwonden staat gewoonlijk een ziekenhuistijd van ongeveer 80 tot 100 dagen, terwijl deze nieuwe methode die tijd met enkele weken zou verminderen.

Het is dus in het belang van iedereen dat deze 3D-printer zo snel mogelijk zijn plek in de medische wereld in gaat nemen. We zijn dan ook erg blij te kunnen melden dat deze printer, die een paar maanden geleden nog slechts bestond uit een werkend prototype, nu verplaatst is naar de fase van ‘preklinische studies’. Als alles goed gaat, kunnen de eerste proeven met patiënten binnen twee jaar beginnen.

De printer kan huid te produceren in een veel sneller tempo, voor een lagere prijs, is makkelijker aan te brengen op de patiënt en resulteert in een huid die er net zoals de echte uitziet.

Hoe werkt het? Er is een aantal opmerkelijke gelijkenissen tussen deze 3D-bioprinter, en normale extrusie 3D-printtechnologie. Maar in plaats van het creëren van huidtransplantaties zoals een FDM 3D-printer laag-op-laag kunststof produceert, extrudeert deze medische machine een hydrogel, dat is een soort van ‘levende pleister’. De gel bestaat uit een mengsel van biopolymeer, humane keratinocyten (een type huidcel) en fibroblasten (cellulaire structuren die een cruciale rol spelen in wondheling).

Geëxtrudeerd in een 3D-structuur die lijkt op de buitenste lagen van menselijke huid, resulteert het in een bijzonder nuttige stof voor de behandeling van brandwonden omdat het eenvoudig kan worden geplaatst bovenop brandwonden.

De onderzoekers hopen meer complexe lagen toe te voegen aan de huid strips, zoals haarfollikels en zweetklieren.