3D-geprinte leidingen voor zenuwherstel in ratten

Een team van 13 Japanse onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Kyoto’s afdeling Orthopedische Chirurgie en haar professor Ryosuke Ikeguchi testte met succes de werkzaamheid van 3D-geprinte leidingen in zenuwherstel.

Verschillende ziekten, bacteriële infecties en lichamelijk letsel kunnen leiden tot perifere neuropathie, een aandoening die signalen van de menselijke hersenen, ruggenmerg en het centrale zenuwstelsel beperken in het bereiken van lichaamsdelen en inwendige organen. Ernstige perifere neuropathie kan het vermogen van een individu om te lopen, lichaamsdelen te bewegen en te verteren aantasten, wat kan leiden tot andere ziekten.

Momenteel gebruiken de overgrote meerderheid van de gezondheidszorg, ziekenhuizen, chirurgen en artsen een methode genaamd autologe zenuwtransplantatie bij de behandeling van perifere zenuwbeschadigingen. Autologe zenuwtransplantatie vereist dat chirurgen zenuwen verkrijgen uit een ander deel van het lichaam om zo laesiegaten in het zenuwstelsel te herstellen. De zenuwsegmenten of -weefsels worden gehaald van hetzelfde individu, vandaar de term autologe.

In de meeste gevallen blijkt autologe zenuwtransplantatie succesvol te zijn. Het biedt een hoge kans op succes, in tegenstelling tot veel grote chirurgische procedures. Echter, als chirurgen (om vele redenen) niet in staat zijn om zenuwweefsel of segmenten te verwijderen uit het lichaam van de patiënt, wordt de patiënt verplicht om donoren te vinden die bereid zijn om hun weefsels te doneren. In sommige gevallen, wanneer patiënten deze donoren niet vinden of financieel niet in staat zijn om dit voor elkaar te krijgen, blijft de ziekte onbehandeld.

Als alternatieve oplossing testte het team van onderzoekers de effectiviteit van 3D-geprinte leidingen die geproduceerd worden met 3D-bioprinters. Met menselijke cellen wisten de onderzoekers een soort leidingen te produceren die zonder het gebruik van steigers (wat normaal wel gedaan wordt bij het printen van weefsel) gebruikt konden worden als zenuwweefsel.

Tijdens het experiment testten de onderzoekers het aanpassingsvermogen van 3D-geprinte leidingen voor zenuwherstel in twaalf volwassen mannelijke ratten. Om het effect van 3D-geprinte leidingen in regenererende zenuwweefsels en segmenten te onderzoeken verzamelden de onderzoekers ratten met immuundeficiëntie. Via een soortgelijke werkwijze als bij autologe zenuwtransplantatie, gebruikten de onderzoekers in plaats van weefselsegmenten van de testratten dit keer de 3D-geprinte leidingen om de laesieopeningen van de ratten te verbinden.

Uit vervolgonderzoek bleek dat de zenuwreparatie met de 3D-geprinte leidingen een stuk beter was dan die bij andere oplossingen.