Inleiding: Er is een onmisbare schakel in medisch onderzoek, dat wil zeggen dierproeven. Volgens onvolledige statistieken worden jaarlijks miljoenen dieren over de hele wereld het slachtoffer van wetenschappelijke experimenten. Hoewel het bloederig klinkt, is het ook een proces dat de medische ontwikkeling moet doorlopen. Met de ontwikkeling van 3D-bioprinttechnologie in de afgelopen jaren wordt echter verwacht dat sommige biogeprinte constructies functionele vervanging van levend weefsel zullen bereiken en geleidelijk het doel zullen bereiken om dierproeven te vervangen.
△ In 2014 stierven ongeveer 400.000 muizen in het laboratorium
18 februari 2022 Een door de Europese Unie (EU) gefinancierd project wil dierproeven in experimenteel medisch onderzoek verminderen door middel van 3D-bioprinting. Gecoördineerd door het Instituut voor Bioengineering van Catalonië (IBEC), ontwikkelt het BRIGHTER -project (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) nieuwe benaderingen voor tissue engineering en regeneratieve geneeskunde 3D-bioprintingprocessen om het gebruik van taxidermie op deze gebieden te verminderen. Van bijzonder belang is dat het project zich richt op de fabricage van de menselijke huid met behulp van een nieuwe bioprinting-techniek op basis van laserlichtvellen met patronen.
Professor Elena Martinez, coördinator van het BRIGHTER-project, zei: "Ons innovatieve 3D-bioprintsysteem bereikt niet alleen weefsel dichter bij het echte werk, maar is ook veel sneller dan de huidige systemen, een essentiële factor bij het waarborgen van de levensvatbaarheid van nieuw weefsel."
△ Een klein vierkant met een matrix van huidcellen. Foto via IBEC.
Dierproeven verminderen met 3D-printen
3D-bioprinttechnologie is het afgelopen decennium met sprongen vooruitgegaan, met grote stappen in de ontwikkeling van levensvatbare patiëntspecifieke weefsels. Hoewel deze ontwikkelingen veelbelovend zijn voor toekomstige werkzaamheidsproeven, zijn de weefsels nog steeds grotendeels experimenteel en zijn proeven met menselijke geneesmiddelen nog tientallen jaren verwijderd. Zowel de academische wereld als de industrie werken er echter aan om dat te veranderen, waarbij de Zweedse bioprinterfabrikant CELLINK belooft zijn onderzoek naar dier onschadelijke celtestmodellen te bevorderen en miniatuurhuidmodellen aan de Universiteit van Stuttgart te gebruiken om de werkzaamheid van kankermedicijnen te testen met het oog op het elimineren van dierproeven.
Elders heeft het Biopixlar-platform van Fluicell zeer complexe neurale modellen geproduceerd die potentieel laten zien voor toekomstige klinische medicijnscreeningtoepassingen, terwijl het NanoOne Bio-systeem van UpNano zich richt op de fabricage van celkweekmicrostructuren die mogelijk hebben geholpen het aantal dierproeven achter klinische proeven te verminderen.
△CELLINK heeft in vitro technologiespecialist MatTek overgenomen om een onschadelijk medicijntestmodel te creëren. Foto via MatTek.
Een humaner alternatief voor dierproeven
Naast IBEC nemen ook de Goethe Universiteit Frankfurt, het Technion Center in Israël en de biotechnologiebedrijven Mycronic en Cellendes deel aan het BRIGHTER-project. Het programma hoopt veel van de technische barrières te overwinnen die momenteel de fabricage van complex menselijk weefsel beperken. De partners werken samen aan de ontwikkeling van een nieuw bioprintproces voor lichte platen dat in staat is om complexe en nauwkeurige in vitro modellen te produceren die kunnen worden gebruikt voor cosmetische en medicijntests in de farmaceutische industrie en onderzoeksomgevingen. Om de technologie te verfijnen, werkt het BRIGHTER-team aan het 3D-printen van de menselijke huid, een zeer complex weefsel dat bestaat uit meerdere celtypen en structuren, zoals zweetklieren en haarzakjes. Hydrogels zullen een belangrijk onderdeel vormen van het bioprintingproces, omdat ze de basis vormen voor cellen om te groeien en nieuwe weefsels te vormen, en ze kunnen ook worden gepersonaliseerd met behulp van de eigen cellen van een patiënt. Om de huid met de gewenste structuur, vorm en consistentie te printen, gebruiken de onderzoekers geavanceerde beeldvormingstechnieken die verlichting van lichtvellen en digitale maskers met hoge resolutie combineren. Door de laser rechtstreeks op de hydrogel aan te brengen, kunnen de cellen erin worden "gemodelleerd" en in de juiste vorm worden gevormd, waardoor het team de stijfheid, vorm en grootte van de 3D-geprinte structuren kan regelen.
Het vermogen om hydrogels op een hoog niveau te vormen is vooral van cruciaal belang voor het succesvol printen van de menselijke huid, omdat dit weefsel bestaat uit vele lagen cellen van verschillende typen. Volgens het BRIGHTER-team was hun bioprintingproces ook in staat om de bloedvaten van het geprinte weefsel te maken en de functie van talg- en zweetklieren mogelijk te maken, evenals haarzakjes om haar te laten groeien. Dr. Nuria Torras, een postdoctoraal onderzoeker bij IBEC, zei: "We hopen in staat te zijn om een huidmonster met een oppervlakte van 1 vierkante centimeter en een dikte van 1 mm in ongeveer 10 minuten te printen met een levensvatbaarheid van de cel van meer dan 95%, waardoor de huidige bioprinting-omstandigheden aanzienlijk worden verbeterd. " Het BRIGHTER-project hoopt dat het succesvol printen van het in vitro huidmodel het potentieel ervan voor gebruik in farmaceutische en onderzoeksomgevingen zal valideren en uiteindelijk dierproeven voor medicijn- en cosmetische tests zal verminderen.
Guangmai Technology is diep betrokken bij gezonde en slimme lichtbronnen en biedt een volledig assortiment UVA UVB UVC LED, infrarood IR LED VCSEL-producten en -oplossingen op de markt. Het heeft honderden hoogwaardige partners in binnen- en buitenlandse markten om gezamenlijk het gebruik van lichttechnologie te bevorderen om een gezond en slim leven te creëren. .
