Aarhus-forskere bruger 3D-printede svampe til at levere livsvigtig medicin
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Aarhus-forskere bruger 3D-printede svampe til at levere livsvigtig medicin

Når patienter bliver opereret for tumorer i rygsøjlen, bliver der under operationen ofte fjernet store dele af patientens ryghvirvler. Det gør ryggen skrøbelig, så for at undgå, at den falder sammen, indsætter lægerne et metal- eller plastimplantat, som afstiver rygraden.

I disse implantater findes en række hulrum, hvor lægerne kan presse knoglemarv ind for at bygge ryggen op. Men en gruppe forskere på Ortopædkirurgisk Afdeling E, Aarhus Universitetshospital, har luret, at disse hulrum også kan reserveres til andre formål.

De har udviklet en slags svamp af sukkerstoffet chitosan, som kan 3D-printes i nøjagtig samme facon som de pågældende hulrum, og denne svamp kan fyldes med f.eks. en kemobehandling, der løbende frigives i det område, hvor implantatet sidder.

Det kan blive en meget vigtig manøvre, da det ofte er svært for lægerne at få alt det omkringliggende syge væv med, og det kan nu behandles lokalt, understreger Dang Quang Svend Le, som er adjunkt på Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet.

»Kemokure har en masse bivirkninger, så det er praktisk med lokal frigivelse. Derfor har vi gennem 10 år arbejdet på denne svamp, som det kun giver mening at producere på en 3D-printer,« fortæller Dang Quang Svend Le, som er adjunkt på Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet.

Læs også: 3D-print forvandler ‘cirka’ til ‘præcist’ på Rigshospitalets operationsstue

Svampen er lavet af en hydrogel, fremstillet af den biologisk nedbrydelige sukkerart chitosan. Massen bliver hældt på en sprøjte, der er monteret i deres specialbyggede 3D-printer.

Herefter bliver gelen printet ud i en ønskede form, hærdet og steriliseret i lukkede beholdere, hvorefter farmaceuter fra hospitalsapoteket kan imprægnere svampen med kemokuren. Det kan gøres nemt uden de store ændringer i apotekets arbejdsrutiner, da svampen selv suger aktivstoffet til sig, understreger han.

Når det er vigtigt at bruge 3D-printere til formålet, skyldes det ifølge Dang Quang Svend Le, at det er mest effektivt, og så kan man udnytte de 3D-visualiseringer, der allerede er lavet af både patientens ryg og de tilgængelige implantater, vedkommende alligevel skal have indsat.

At svampen passer perfekt ind, gør også, at det ikke er nødvendigt at presse den ind, da man ellers ville risikere, at områder af den interne porestruktur blev lukket af, hvilket igen ville betyde, at frigivelsesegenskaberne blev nedsat. Med dette design bliver medicinen frigivet over en periode på to måneder for at gøre det af med eventuelt resterende sygt væv.

Læs også: Ændring i produktionsproces kan have gjort vigtig medicin kræftfremkaldende

Her ses et udvalg af de forskellige implantater, som typisk anvendes i klinikken. Illustration: Dang Quang Svend Le

Implantater er den perfekte ramme

Dang Quang Svend Le understreger, at det desuden er en fremstillingsmetode, der er meget omkostningseffektiv med lave startomkostninger og begrænset materialespild.

Læs også: Slut med forsøgsdyr: Tyndtarm 3D-printes på DTU til test af medicin

3D-printede svampe passer ind i hulrummene på det specifikke implantat, som kirurgerne har besluttet sig for at anvende til den enkelte patient. Det gør, at den overordnede svampestruktur/porositet kan forblive uændret, og frigivelseshastigheden vil være mere forudsigelig. Illustration: Dang Quang Svend Le

Udfordringen, når man arbejder med 3D-print, der skal ind i kroppen er dog, at alt skal være sterilt. Derfor skal printeren og materialerne lukkes inde i et kammer og fjernstyres for at minimere risikoen for forurening med luftbårne bakterier og svampesporer. Til gengæld er der mulighed for at gøre produktionen meget ren, fordi der er så få faser.

»Jeg skal ikke blande noget i en skål og lægge det i en form. Jo flere hænder, der berører materiale, jo større risiko for. Her skal vi have materialet ind i en sprøjte og ud af en sprøjte – færdig slut,« siger han.

Delene til den endelige model er ved at være på plads efter et langt research- og udviklingsforløb. Det har nemlig ikke været muligt at finde dedikeret 3D-printerudstyr til denne type produktion, så forskerne har selv afsøgt markedet for certificerede beholdere, printedyser og -sprøjter til engangsbrug, som kunne tilpasses printprocessen.

Dang Quang Svend Le understreger, at en implantattilpasset svamp kan være klar på tre dage fra bestilling fra kirurgerne, hvis de har designet på implantatet. Og han forventer, at gruppen kan gå i kliniske forsøg med svampen om halvandet års tid.

Læs også: Dansk gennembrud: 3D-hjertescanner kan spotte enkelte celler

Her ses et implantat, indsat i lændedelen af rygsøjlen. Illustration: Dang Quang Svend Le

Stamceller giver biokompatibilitet

Planerne med 3D-print stopper imidlertid ikke her. Dang Quang Svend Le ser masser af muligheder i 3D-print, som allerede i dag er en bestanddel i utallige forskningsprojekter på instituttet.

Der er også idéer, som foreløbigt er afskrevet, da det simpelthen er for besværligt at komme igennem med lovgivningsmæssigt.

»Der er jo også forskning i gang, hvor man dyrker stamceller op og lægger dem ind i implantatet for at gro ny knoglemasse, som er fuldstændig biokompatibelt. Det var også noget, vi troede, vi skulle, men der er mange trin i sådan noget, og meget der kan gå galt,« siger Dang Quang Svend Le og fortsætter:

»Det handler om, hvor store risici, man er villig til at tage i individualiseringens navn, for der er stor risiko ved at sætte noget ind i kroppen, som ikke kan tages ud igen. Man kan introducere infektioner eller forårsage cellemutationer. Det blev meget omstændeligt regulatorisk,« siger han, men understreger dog, at når forskningen inden for feltet – og 3D-printerne - er længere fremme, kan det være, at gruppen kaster sig over emnet igen.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først