Doorbraak: eerste 3D geprinte hart van menselijk weefsel

Doorbraak: eerste 3D geprinte hart van menselijk weefsel

3D printen in de gezondheidszorg is een vakgebied waar de ontwikkelingen zich in een hoog tempo voltrekken. Enkele dagen geleden trad de Universiteit van Tel Aviv naar buiten met een nieuwe doorbraak: onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd om een hart met menselijk weefsel en bloedvaten te 3D printen.

3D model van menselijk hart

3D-hart komt steeds dichterbij echt mensenhart

Een 3D geprint hart is op zich geen primeur, want in het verleden zijn wetenschappers er al eens in geslaagd om dit te creëren. Dat exemplaar beschikte echter niet over menselijke cellen en bloedvaten en vormde daarom bij lange na nog geen functioneel alternatief voor een echt hart. Experts voorspelden toen dat dit wellicht nog decennia kon duren.

Inmiddels heeft de tijd die uitspraken ingehaald, want de Israëlische onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv zijn in een relatief kort tijdsbestek al een stuk dichterbij gekomen dan kenners ooit hadden verwacht. Het nieuwe hart bevat essentiële onderdelen zoals bloedvaten, kamers en cellen, waarbij de laatstgenoemde zich zelfs kunnen samentrekken zoals in een echt hart.

Toch zijn er nog wel enkele verschillen. Want hoewel de cellen zich kunnen samentrekken, is het 3D geprinte hart nog niet in staat om te pompen. De onderzoekers zien dat als een vaardigheid die de cellen valt te leren. Nieuw onderzoek moet ervoor zorgen dat 3D geprinte harten pompfunctionaliteit krijgen en zo in de praktijk inzetbaar worden bij transplantaties.

Ook is het geprinte hart kleiner dan een echt mensenhart – het heeft eerder de grootte van een konijnenhart. De wetenschappers hebben verschillende bioinks getest om zo tot de ultieme filamentenmix voor een menselijk hart te komen. Met behulp van een volumetrische 3D bioprinting-methode wordt de bioink rechtstreeks in een mal van gelatineus ondersteuningsmateriaal gespoten.

Lees meer:
Welke bioink filamenten zijn nodig voor het 3D printen van een hart?
3D printing reeds gebruikt voor educatieve hartmodellen in geneeskunde
3D printing in gezondheidszorg blijft volop in ontwikkeling

3D model direct vertalen naar echte print van mensenhart

3D printen van hart: standaard in elk ziekenhuis van de toekomst

In eerste instanties zullen de transplantaties plaatsvinden bij dieren, voordat vergelijkbare operaties worden uitgevoerd bij mensen. Kortom: er zijn nog veel onderzoeken en experimenten nodig voordat de eerste levensreddende operatie met een 3D geprint hart zal plaatsvinden bij een mens.

Toch komt dat moment een stuk dichterbij. Daar waar experts eerst spraken over een termijn van decennia, hebben ze dat nu teruggebracht naar ‘een decennium’. Bovendien verwachten ze dat in deze periode niet alleen de eerste geslaagde operatie met een 3D-hart plaatsvindt, maar zelfs dat de technologie al op grote schaal geïmplementeerd is.

Hoofdonderzoeker Tal Dvir van de Universiteit van Tel Aviv speculeert over een niet al te verre toekomst waarin elk groot ziekenhuis een of meerdere orgaanprinters heeft staan. Hiermee is het dan mogelijk om een vervangend hart te 3D printen of een ander orgaan. De meeste organen zijn namelijk makkelijker te 3D printen dan een menselijk hart met zijn zeer complexe samenstelling.

Lees meer:
3DHEALS-conferentie: alles over bioprinting in de gezondheidszorg
Menselijke huid: makkelijker te 3D printen dan een hart?
3D bioprinting belangrijke trend in medische sector

Hart rolt uit de 3D printer met één druk op de knop

Levensreddende 3D prints door bioprinting

Volgens Dvir mag de betekenis van deze medische doorbraak zeker niet worden onderschat. In een tijd waarin hart- en vaatziekten nog altijd een veelvoorkomende doodsoorzaak zijn, kan deze 3D print innovatie wereldwijd op termijn honderden miljoenen mensen het leven redden.

Dat is zeker geen overdrijving van de onderzoeker, want alleen al in Nederland zijn op dit moment ongeveer anderhalf miljoen hart- en vaatpatiënten. Elke dag overlijden 100 Nederlanders aan zo’n ziekte, terwijl een kwart daarvan jonger is dan 75 jaar. Ook worden er dagelijks bijna 750 mensen met hart- en vaatproblemen opgenomen in het ziekenhuis.

3D geprinte harten met werkende cellen, kamers en bloedvaten kunnen dan ook niet snel genoeg hun intrede doen in de medische wereld. Chirurgen en artsen die nu machteloos staan bij bepaalde vormen van hart- en vaatziekte, kijken reikhalzend uit naar het moment dat ze een patiënt het leven kunnen redden met één druk op de knop van een 3D printer en direct daarna een transplantatie. Gelukkig is die zo futuristisch klinkende toekomst niet al te ver meer weg.

Lees meer:
Waar staat de 3D bioprinting tegenwoordig?
Bioprinting laboratorium in Europa symbool voor snelle opkomst
Welke 3D bioprinter is op dit moment populair?

Hart voor de toekomst: 3D printing oplossing in gezondheidszorg