Menselijke organen reproduceren met de 3D printer

Reeds geruime tijd zijn technici werkende om een praktisch werkende 3D printer te maken, welke voor iedereen beschikbaar is. Deze stap is reeds genomen en velen in het land kunnen ideeën uit de computer in werkelijkheid laten printen. Ook de medische wereld is met deze techniek werkzaam, waarbij indrukwekkende resultaten worden behaald. Menselijk weefsel maken is reeds mogelijk. Waarmee kunnen weefsels of organen worden gereproduceerd en wat voor invloed heeft het op de toekomst voor orgaandonatie?

3D printer

• Wat houdt rapid prototyping in?
• Embryonale stamcellen als printmateriaal
• Waarvoor wordt de 3D printer gebruikt?
• Gebruik van stamcellen patiënt
• Toekomstige orgaan donaties overbodig
• Ethische bezwaren omtrent reproductie mens

Wat houdt rapid prototyping in?

Dit is de technologie waarbij 3D ontwerpen via een printer in drie dimensionale objecten werkelijkheid worden gemaakt. Normaal is dit dus van toepassing bij ontwerpers of kunstenaars. Een bepaald idee moet daarbij in een bepaald materiaal worden omgezet. Denk aan glas of plastic. Hoe anders is dat dus bij de productie van 3D menselijk weefsel. Sinds kort is het reeds mogelijk geworden, dat ziekenhuizen op experimenteel gebied menselijk materiaal reproduceren door daartoe embryonale stamcellen voor te gebruiken. Hoe wordt dit met een 3D printer bewerkstelligd?

Embryonale stamcellen als printmateriaal

Om organen in een printer te kunnen laten groeien/ maken is erfelijk materiaal nodig. Het meest productieve materiaal dat beschikbaar is, zijn de zogeheten embryonale stamcellen. Dit is het basismateriaal, waarmee iedere persoon op basis van DNA wordt opgebouwd. Het genetische materiaal van de vader en moeder is bijeengekomen, waarna de bevruchte cel innestelt in de baarmoederwand. Vanaf dat moment gaat het delen, splitsen en groeien, zodat de primaire vorm van het ongeboren kind wordt gevormd. De embryo in de aller eerste fase bestaat slechts uit vier delen zijnde:

• inner cell mass waaruit het kind met de tijd wordt opgebouwd;
• trophectoderm waarbij cellen aanvullende embryonale structuren vormgeven;
• blastocoel wat de holle ruimte vormt waarin de embryo kan groeien;
• zona pellucida, een passief werkend membraan.

Voor alsnog is het een ethische discussie in hoeverre rest embryo’s voor voorgaande doeleinden mag worden toegepast.

Waarvoor wordt de 3D printer gebruikt?

Het doel is om menselijk weefsel te reproduceren om medicijnen erop te laten testen. Nu zijn onderzoeksinstellingen deels nog afhankelijk van weefsel verkregen uit ter beschikking gesteld materiaal, echter door de groeimogelijkheden van menselijk weefsel in een printer zal die vraag dus minder worden. Uiteraard is dit slechts een eerste stap. Het ligt in de lijn der verwachting dat wetenschappers de volgende stap bij het printen snel willen zetten. Spieren, pezen, botmateriaal, membranen of complete organen zullen vrij snel binnen handbereik zijn.

Gebruik van stamcellen patiënt

Naast stamcellen gevonden in de embryo kunnen ze ook worden gevonden bij levende mensen namelijk in het beenmerg. De ontwikkeling van gereproduceerde organen kan men namelijk het beste doen op basis van eigen gezonde stamcellen van de patiënt. Dit heeft te maken met het voorkomen van afstotingsverschijnsel en het juist passend maken van het orgaan. Ieder mens groeit op een andere manier en dat zou de reden kunnen zijn dat stamcellen van de patiënt zelf worden gebruikt om vervangende organen te realiseren. Uiteraard ligt dit als toekomstvisie in het verschiet, echter het zal de vraag zijn of men deze stap wel wil maken.

Toekomstige orgaan donaties overbodig

Stel je voor dat er een machine bestaat, waarmee organen van je eigen stamcellen kunnen worden gereproduceerd. Dat houdt in dat het oude orgaan als onderdeel eruit kan worden gehaald en het geprinte of gekweekte orgaan komt daarvoor in de plaats. Nooit meer ernstig ziek zijn kan door vroegtijdig minder goed functionerende delen te laten vervangen. Het houdt in dat er geen problemen meer zijn met wachtlijsten voor donororganen zodat iedereen de maximale leeftijd kan behalen.

Ethische bezwaren omtrent reproductie mens

Uiteraard zit er een maar aan deze technologische stap vooruit. Het reproduceren van organen en weefsel is één ding, maar het compleet hergroeien van een mens is het andere uiterste. Klonen is bovendien een verboden handeling en het is ook de vraag of het klonen van een orgaan daar onder valt. De Nederlandse Embryowet uit 2002 stelt dat: “uit ethische overwegingen wordt verboden om embryo's te gebruiken voor het klonen van mensen en het tot stand brengen van combinaties tussen mens en dier”. Toch zal de discussie zondermeer op gang om deze wet aan te passen zodat reproductie van organen voor mensen als medische toepassing kan worden toegepast.

Lees verder

• Exoskelet via 3D printen om weer te kunnen lopen
• Wat houdt rapid prototyping in, om prototypen te maken?
• Transformers door het 4D printen