Printet væv baner vej for naturlige brystimplantater

Hvad kan man bruge 3D-printet væv til?

»Potentielt vil man kunne printe væv, som man i dag er nødt til at tage fra andre steder på kroppen i forbindelse med transplantationer. Metoden vil også kunne bruges til sårheling eller kosmetiske operationer, hvor man f.eks. ønsker at genskabe en hudflap. Et andet oplagt eksempel er brystimplantater, hvor man tidligere bare har brugt silikone, når man skulle genskabe et bryst, der var blevet fjernet. Men et silikoneimplantat holder ikke evigt, og der er risiko for, at der kan gå hul på det. Samtidig kan kroppen reagere på silikonen som et fremmedlegeme, hvilket kan give komplikationer. Ved at benytte den her gel er forventningen og forhåbningen, at patienterne både vil opleve hurtigere og bedre heling, mindre arvæv og færre komplikationer. Både fordi implantatet kan skræddersys og dermed sidder bedre, og fordi det er lavet i et materiale, der er biokompatibelt og interagerer bedre med kroppens celler.«

Er 3D-print af implantater nyt? 

»Man har længe brugt 3D-print til at skræddersy for eksempel en kunstig hofte eller et nyt knæ til den enkelte patient. Altså implantater med en mekanisk understøttende funktion, der oftest er lavet i en form for metal som f.eks. titanium. Men vil man lave implantater, der har et mere avanceret samspil med kroppens biologi, må man benytte nogle andre materialer. Jeg har udviklet et gelmateriale og nogle 3D- printmetoder, der gør det muligt at printe biologisk væv, som i højere grad er kompatibelt med kroppen. For det er jo ikke kun formen, der bestemmer, om et implantat er godt. Det er i høj grad også substansen.«    

Hvad består gelen af? 

»Gelen består af hyaluronat, som er et materiale, der findes naturligt overalt i kroppen, særligt i brusk, i øjet, men ellers også i næsten alle andre organsystemer. Det bliver allerede brugt i skønheds- og hudplejeprodukter i en mere grødet konsistens. Der findes også medicinske produkter på markedet til f.eks. kosmetiske operationer, som er lavet af hyaluronat, men det har været svært at 3D-printe og altså dermed skræddersy til det enkelte formål. Jeg har fundet ud af at ændre konsistensen og gøre materialet printbart uden at ændre på den kemiske sammensætning. Andre har før forsøgt det samme med andre biologiske materialer som f.eks. gelatine, men ofte ved at tilsætte noget kemi, som ikke er godkendt til medicinsk brug.« 

Kan din opfindelse også bruges i forskningssammenhæng?

»Ja – og det er mindst lige så relevant. Tidligere er forskning i celler sket i en flad petriskål af plastik. Men celler vokser jo ikke på plastik inde i kroppen. Fordi vi nu kan 3D-printe i et materiale, der er naturligt forekommende i kroppen, gør det forskerne i stand til at dyrke og studere celler i et mere fysiologisk korrekt miljø. På den måde bliver deres resultater lettere at overføre til den virkelige verden og den virkelige menneskekrop.« 

Hvornår ser vi gelen og metoderne anvendt i praksis? 

»Vi har indgået en aftale med biotekvirksomheden Hyamedix, som har fået licens til at anvende teknikken. De forventer på den baggrund at nå en omsætning på 200 millioner dollars inden for 5 år. Så der er et stort økonomisk incitament, der betyder, at gelen og 3D-printteknikken kan komme patienter til gode inden for en overskuelig årrække. Jeg har generelt et ønske om, at den forskning, der bliver lavet i laboratoriet, skal ud til patienterne og ikke bare ender som en forskningspublikation. I og med at gelen bygger på en hyaluronatsammensætning, der allerede er et godkendt medicinsk produkt, er vejen banet, så vi undgår, at det hele strander i en lang og risikofyldt godkendelsesproces.«

Hvornår ser vi det første 3D-printede funktionsdygtige organ? 

»Det ved jeg ikke. Forskning i 3D-print er et område, der hurtigt bliver opreklameret. Jeg vil nødig bidrage til en hype i medierne. Det ender bare med, at folk bliver skuffede, når der om 10 år stadig ikke er kommet en 3D-printet nyre, der kan transplanteres direkte over i et menneske.«

Men kan din opfindelse være et skridt på vejen? 

»Med min metode kan man godt printe en masse af blødt væv, der har form som f.eks. en lever og kan sættes ind i kroppen. Men den skal jo også have blodkar og leverceller. Det er for det første svært at organisere et helt organ i printeren, og printprocessen er hård for cellerne. Det er ikke til at vide, om de vil akkumulere små forandringer, hvis de kommer igennem en printerdyse. Du kan prøve at forestille dig, at du tager et træ, kører det igennem en flishugger og derefter putter de forskellige dele igennem en 3D-printer. Du kan måske godt få noget ud af printeren, der ligner et træ, men det vil godt nok være svært at lave et rigtigt levende træ igen, selvom du har alle komponenterne. Så opgaven er at finde en måde at putte leverceller ind i den 3D-printede form af biologisk væv, dyrke dem og få dem til at reorganisere sig. Det er noget, der bliver forsket i. Men personligt tror jeg, at forskning med såkaldte transgene dyr er en hurtigere vej. Altså hvor man putter menneskelige gener ind i f.eks. en gris og eksperimenterer med at få et kunstigt organ til at gro.«  

Sådan foregår printprocessen 

Først fyldes en sprøjte med printmateriale, og derpå tilsluttes  trykluftsforbindelser. Når maskinen sættes i gang, printer den lag på lag i henhold til et mønster og en overordnet geometri, som på forhånd er tegnet eller dannet ud fra skanningsbilleder. 3 store slæder får printhovedet til at glide i 3 akser. Det kan tage op til 3 timer at printe. Derefter skal det printede materiale vaskes og tørres. Efterbehandlingen kan tage op til 48 timer. Den store 3D-printer, som Dang Le og hans kolleger anvender på Aarhus Universitet, er gennem et par år blevet skræddersyet til at kunne printe lige netop hyaluronat.