Huid met bloedvaten geprint

Wetenschappers in de Verenigde Staten zijn er als eersten in geslaagd om een stukje huid te 3D-printen met bloedvaatjes erin. Bij proeven op muizen gingen de bloedvaten uit het geprinte stukje weefsel zelfs verbindingen aan met de adertjes van de muis. De techniek kan patiënten met huidzweren helpen en, op termijn, ook brandwondenslachtoffers.

Behoorlijk wat onderzoeksgroepen wereldwijd houden zich bezig met het printen van huid. Doel is om de huidige praktijk te vervangen, waarbij een grote (brand)wond moet worden bedekt met een stuk donorhuid dat afkomstig is van de patiënt zelf. Het zou praktisch en minder ingrijpend zijn als het gewenste stuk huid simpelweg met een druk op de knop door een 3D-printer kan worden gemaakt.

Nu is het al enige tijd mogelijk om stukjes huid te printen. Er bestaan bioprinters die losse huidcellen heel precies in een horizontaal vlak kunnen deponeren. Met enig geduld zijn met die techniek stukjes kunstmatige donorhuid te produceren. Het probleem is alleen dat dergelijke stukjes huid geen erg lang leven beschoren zijn.

'Donorhuid hecht nog niet'

‘Wat je op dit moment kunt krijgen, is eigenlijk niets meer dan een dure pleister’, zegt Pankaj Karande, universitair docent Chemical and Biological Engineering bij het Rensselaer Polytechnic Institute, in een persbericht. ‘Het ding versnelt de genezing van de wond, maar valt er na een tijdje af. De donorhuid hecht nooit echt aan de bestaande huid.’

Daar probeert een team onder leiding van Karande wat aan te doen. De ‘heilige graal’ is om ook de bloedvaten te kunnen printen, want die zijn essentieel om een stukje kunstmatig weefsel in leven te houden (ze voeren niet alleen zuurstof en voedingsstoffen aan, maar zorgen ook dat afvalstoffen worden afgevoerd). Op weg naar dat doel hebben de Amerikanen nu een flinke stap gezet. In het stukje kunstmatige huid dat ze printten in het lab, verschenen ook kleine bloedvaten.

Netwerkje van bloedvaten

Aan de huidcellen die ze altijd al printen (dierlijk collageen en andere cellen die voor stevigheid zorgen), voegden de onderzoekers nu ook specifieke soorten cellen toe die de vorming van bloedvaten bevorderen. De belangrijkste zijn endotheelcellen, die in ons lichaam de binnenkant van bloedvaten bekleden.

Door deze toegevoegde cellen begon zich binnen een paar weken een netwerkje van kleine bloedvaten te vormen in de kunsthuid. ‘We waren ons er altijd al bewust van dat de natuur veel ingewikkelder in elkaar zit dan de systemen die wij in het lab maken. We waren dan ook aangenaam verrast om te zien dat, wanneer we die complexiteit benaderen, de biologie het overneemt en steeds dichter komt bij wat in de natuur bestaat’, aldus Karande.

De hoofdonderzoeker legt het in deze video uit:

Verbinding met natuurlijke bloedvaten

Maar daarmee was het feest nog niet voorbij voor het onderzoeksteam. Toen het in een volgend experiment zo’n geprint stukje donorhuid op een speciaal geprepareerde muis plaatste, begonnen de geprinte adertjes na een tijdje verbinding te zoeken met de natuurlijke bloedvaten in de muis. ‘Dat is belangrijk, want dit betekent dat er werkelijk een overdracht van bloed en voedingsstoffen naar de donorhuid plaatsvindt die deze kunsthuid in leven houden’, zegt Karande.

Niet afstoten

Hoe belangrijk deze stap ook is, het kan nog jaren duren voordat mensen in het ziekenhuis hier iets aan hebben. Eerst moet de wetenschap er nog in slagen om de donorhuid zo aan te passen dat het lichaam van de patiënt hem niet afstoot. Waarschijnlijk gaat genetische modificatie hierbij een rol spelen, bijvoorbeeld met de veelbelovende techniek CRISPR-Cas.

Slachtoffers van brandwonden kunnen op termijn profiteren van dit onderzoek, maar zij vormen een lastige groep. Bij een brandwond zijn de uiteinden van bloedvaten en zenuwen vaak dichtgeschroeid zijn, wat het lastig maakt om er een verbinding mee te vormen. Waarschijnlijk zullen patiënten met huidzweren of doorligwonden dan ook eerder zijn geholpen met 3D-geprinte huid.