Hart of nier uit een 3D-printer? Fraunhofer Institute ontwikkelt bio-inkten

Als onderdeel van het PhysioINK-project ontwikkelen onderzoekers van het Fraunhofer Institute nieuwe “bio-inkten” op basis van collageen en elastine — de structurele eiwitten waaruit een groot deel van het menselijk weefsel bestaat. Bij de ontwikkeling van deze “bio-inkten” moeten verschillende belangrijke uitdagingen worden opgelost:

• De inkten moeten vloeibaar genoeg zijn om te kunnen worden geprint.
• Na het printen moeten ze echter weer een natuurlijke, vezelachtige weefselstructuur vormen.
• Tegelijkertijd moeten de levende cellen die in het materiaal zijn opgenomen, overleven.

Om deze uitdagingen aan te pakken, hebben de wetenschappers een mechanisme ontwikkeld waarbij cellulosesulfaat de collageenmoleculen aanvankelijk stabiliseert, waardoor ze überhaupt printbaar worden. Een daaropvolgende temperatuurverandering zorgt er vervolgens voor dat het collageen zich op natuurlijke wijze weer zelf organiseert.

Tot nu toe lijkt deze aanpak sterker te hebben geleund op synthetische of chemisch gemodificeerde materialen. De onderzoekers die betrokken zijn bij het PhysioINK-project gebruiken daarentegen fysiologisch materiaal op basis van eiwitten — hetzelfde type materiaal waaruit echte organen bestaan.

Temperatuur speelt, samen met een iets hoger collageengehalte, een cruciale rol bij het stabiel houden van de organische inkt en het voorkomen dat deze geleert. Een vroeg succes is de productie van 3D-geprinte huidweefselmodellen.