Snart kan printere udskrive hud og brusk
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

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

Snart kan printere udskrive hud og brusk

3D-printet hud som erstatning for din egen, hvis du har fået brandsår eller hudkræft.

Sådan en type transplantation overvejer de europæiske sundhedsmyndigheder lige nu at godkende. Det sker efter en ansøgning fra det spanske firma Biodan, der er specialiseret i print af levende væv hentet fra vores egne kroppe.

Næste skridt forventes at være bioprint af hornhinder, hår, brusk, knogler – og som den helt store udfordring og gevinst: bioprint af organer.

Sammen med Crispr-teknologien og immunterapi kan bioprint således blive en af de helt store revolu­tioner i vores sundhedssystem.

Bioprint går ud på at fylde patronerne i en printer med levende væv og så printe komplekse strukturer, som vi allerede gør med plast og metal.

Artiklen fortsætter efter grafikken

»3D-bioprint er en revolutionerende teknologi, der vil gøre sundhedssektoren hurtigere, bedre og langt mere individuel,« siger Jason Chuen, som er direktør for kredsløbskirurgisk afdeling ved Austin Health og fellow ved University of Melbourne.

Han anses for at være en af pionererne inden for brugen af 3D-print i hospitalssektoren. Beskrivelsen af hans kontor leder tankerne hen på en produktionshal for 3D-print, med en avanceret 3D-printer i midten. Overalt i rummet ligger kulørte hjertekamre i blød plast modelleret præcist over hans patienters organer via CT-scanninger, ultralyd og røntgen.

På dem øver den australske kirurg de afgørende snit forud for en operation, der ofte betyder liv eller død.

Jason Chuen ser frem til, at han snart kan træne skalpellen i mere virkelighedstro organer og kredsløb, når han kan kassere sin 3D-printer til plast og erstatte den med en printer, der bruger patienternes eget levende væv som ‘blæk’.

Brusk baner vej for bioprint

Sådan en tanke er ingenlunde ny. Der gik ikke lang tid, fra de første 3D-printere kom på markedet i slutningen af 1980’erne, før forskere begyndte at overveje, om det var muligt at erstatte de hårde, døde materialer med levende celler.

På samme måde som plast med stor nøjagtighed bliver lagt i tynde lag i en traditionel 3D-printer, var ideen at lægge celler lag på lag og på den måde opbygge hele levende organer.

Drømmen var, at en nyrepatient, der var bundet til et dialyseapparat eller måtte tåle ventetiden på en mulig transplantation, kunne få printet en ny nyre opbygget af egne celler og dermed tilpasset sin egen krop.

Men et af de største områder, hvor 3D-bioprint kan få en effekt inden for de kommende fem-ti år, er produktion af brusk til især ødelagte knæ.

Alene i USA er dårlige knæ skyld i årlige tab på, hvad der svarer til op mod 80 milliarder kroner. Der er derfor stor interesse for at finde erstatninger for nedslidt brusk, og forskerne kan mærke interessen fra lægerne og medicinalindustrien.

Det svenske institut for 3D-bioprint er for eksempel bare tre år gammelt, og i den periode er antallet af forskere og virksomheder, der interesserer sig for 3D-bioprint, eksploderet på verdensplan.

»Tidligere skulle vi skubbe døren ind hos lægerne. I dag er det lægerne, som trækker i os,« siger Paul Gatenholm, som dels er uddannet ingeniør med speciale i materialer, dels professor i 3D-bioprint på Chalmers tekniska högskola i Gøteborg.

Han forsker sammen med kolleger fra Sahlgrenska Universitetssjukhuset i 3D-printet brusk.

»Brusk er interessant, fordi det er væv, som er relativt simpelt og ikke re­genererer naturligt i patienterne. Der er ingen nerver i brusk, og cellerne er ret robuste og kan klare sig i lang tid uden ilt. Og så er der et stort behov fra plastikkirurgien for nye næser og ører,« fortæller han.

Mangel på celler

Efterspørgslen er der altså, men for Paul Gatenholm er det i første omgang en udfordring blot at få nok celler til at printe med. Derfor har forskerne i flere år haft et godt øje til stamceller – celler, der i princippet kan omdannes til hvilken som helst type af kroppens celler.

Og her er der faktisk mulighed for at løse to problemer på én gang: Mange patienter med knæproblemer er også overvægtige, og da menneskefedt indeholder 8-10 procent stamceller, forestiller Paul Gatenholm sig, at en fedtsugning og oprensning af stamceller i én og samme proces kan skabe grundlaget for at 3D-printe nyt brusk, der direkte kan indopereres i patientens knæ:

»3D-bioprint har potentialet til at blive en revolution inden for medicin, men når det gælder tidsperspektivet, så har det betydning, hvem der er parat til at betale for udviklingen, og hvordan lovgivningen vil forholde sig til 3D-printede organer,« siger han og påpeger, at hvis celler manipuleres, så er det i princippet et medicinsk produkt, som skal gennemgå de vanlige – og ofte meget langvarige – procedurer for at blive godkendt.

Ét er nemlig de mindre komplekse opgaver som print af knogler, brusk, hornhinder, hår og hud. Noget helt andet er bioprint af vores organer.

Masser af hype

Læg dertil, at den sondring bliver vanskeliggjort af, at bioprint er omgærdet af hype. Masser af hype.

I 2011 vakte det eksempelvis postyr, da en af verdens førende forskere i 3D-bioprint, amerikaneren Anthony Atala fra Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, under en TED-talk om emnet fremviste en kunstig nyre. Den var netop blevet printet under foredraget, sagde Anthony Atala.

Men nyren blev senere afsløret som en attrap uden det livsnødvendige karsystem til at lede ilt til cellerne og transportere affaldsstoffer væk.

Lige nu kappes nogle bioprintfirmaer, særligt fra Japan og Kina, om at overgå hinandens profetier om organproduktion. Eksempelvis hævder Cyfuse Biomedical i Tokyo at kunne printe velfungerende hjerter om blot fem år.

Men rolig nu! Læg snarere fem årtier til, lyder prognoserne fra universitetsforskere. For når det gælder store organer som lever, nyre og hjerte, så er de enige om, at det har lange udsigter – måske helt op til 50 år – før vi kan gøre os forhåbninger om at printe organer ‘on-demand’.

Blodkredsløb er svære

At organer har en længere tidshorisont, er der to meget konkrete årsager til:

For det første kompleksiteten i det vaskulære system, som bringer ilt til cellerne og transporterer affaldsstoffer væk.

For det andet antallet af celler, der er til rådighed, som det påpeges af Rodrigo Pimentel, der er ph.d.-studerende på DTU Nanotech og har specialiseret sig i bioprint:

»Når det gælder karsystemet, så er problemet, at cellerne ikke kan overleve, hvis der er mere end 300 mikrometer til den nærmeste iltforsyning. Det er altså et meget komplekst system af kar, der skal opbygges for at fremstille en fungerende nyre,« siger han.

Celler er ustabile

Celler har også det problem, at deres mekaniske stabilitet er dårlig. Det nytter altså ikke noget at printe en masse celler oven på hinanden. Det vil ende med, at organet kollapser, og de nederste celler dør, før organet er printet færdigt. Derfor har forskere i mange år arbejdet med at printe cellerne på et mikroskopisk ‘stillads’, som kunne holde cellerne på plads og udgøre strukturen i karsystemet.

Men et stillads gør det svært at placere cellerne de rigtige steder, og derfor er der brug for en metode, hvor organet opbygges fra bunden, siger Rodrigo Pimentel:

»Det kunne for eksempel ske ved at blande cellerne med en bionedbrydelig plast, som kunne give den mekaniske stabilitet, og som forsvinder, når cellerne i organet vokser sammen,« siger han.

Det andet problem er antallet af tilgængelige celler. Et stort organ består af celler med forskellige funktioner, og ikke mindst skal der enorme mængder af celler til for at kunne printe hele organet. Rodrigo Pimentel vurderer, at der til et organ som en nyre skal være mindst 10 milliarder celler klar til printprocessen – og de skal ikke blot være i live under hele processen, de skal også bevare deres funktionalitet:

»Hvis ikke funktionaliteten er der, kan man se det lidt som et menneske i koma – vi er måske levende, men vi kan ikke så meget,« siger han og vurderer, at der vil gå mindst 25 år og måske helt op til 50 år, før vi vil se mere komplekse 3D-printede organer.

Så indtil det sker, kan vi glæde os over, at knæskaden fra sidste års badmintonkamp eller brandsåret fra grillulykken om få år kan behandles med 3D-printet væv, som er tilpasset lige netop dig.