Bioprinting in de ruimte: mensenhart uit de 3D printer

Bioprinting in de ruimte: mensenhart uit de 3D printer

Onlangs schreven wij nog hoe NASA kiest voor een 3D printer van nScrypt op het bekende International Space Station (ISS). De printer, genaamd 3D BioFabrication Facility (BFF), is onlangs vertrokken met de Space X Dragon op een herbevoorradingsmissie naar het ISS. Het uiteindelijke doel? Terugkeren met een 3D geprint hart!

Bioprinting in de ruimte: mensenhart uit de 3D printer

Een van de vele wetenschappelijke onderzoeken op het ISS

Over 3D bioprinting hebben we hier op Llowlab al genoeg geschreven. In dit recente artikel las je bijvoorbeeld hoe Israëlische onderzoekers erin geslaagd zijn om een hart met menselijk weefsel en bloedvaten te 3D printen. En dat is nog slechts het begin van wat er allemaal mogelijk is. Toch is de technologie nog niet zo ver dat er al een functionerend mensenhart uit de 3D printer rolt.

Daar hopen bedrijven als nScrypt en Techshot verandering in aan te brengen. Zij willen de BFF 3D printer op het ISS gaan toepassen om in de ruimte menselijke cellen te printen en ze daar te laten rijpen. Aan boord van het ruimtestation vinden tegelijktijdig overigens meer dan 250 andere wetenschappelijke onderzoeken plaats.

Gewichtloosheid biedt voordelen voor bioprinting

Bijzonder aan dit specifieke onderzoek is de bewuste toevoeging van gewichtloosheid (of vanuit technisch oogpunt beter gezegd: microzwaartekracht) aan het additive manufacturing proces. Dit heeft namelijk een uniek voordeel: door het ontbreken van zwaartekracht zijn ondersteunende materialen tijdens het 3D printen niet of nauwelijks nodig.

En dat heeft weer diverse andere voordelen. Zo verkort de printtijd aanzienlijk, wordt er flink bespaard op (kostbaar bio)filament en zijn er veel complexere printstructuren mogelijk. Volgens de onderzoekers van nScrypt en Techshot is het 3D printen van een volwaardig functionerend mensenhart hierdoor op termijn niet ondenkbaar.

Een mensenhart uit de 3D printer?

Want hoewel je het misschien niet zou verwachten, blijkt het 3D printen van hartweefsel in technisch opzicht makkelijker dan spierweefsel. Vanuit mechanisch oogpunt zien experts het hart als een relatief simpel pompsysteem dat met bioprinting op termijn nauwgezet na te bootsen moet zijn. Het is echter niet zo dat er na het printproces meteen een functionerend hart uit de 3D printer rolt.

De cellen moeten namelijk eerst een poosje in de ruimte incuberen, zo leggen de onderzoekers uit. Pas als ze voldoende volgroeid en rijp zijn, kunnen ze middels ruimtetransport naar aarde terugkeren en op volledige hartsterkte functioneren. Door verdere verbeteringen aan te brengen in het bioprinting proces hopen de wetenschappers op lange termijn een mensenhart te 3D printen.