De 3D-printer bewijst zich opnieuw door zijn veelzijdigheid. Chirurgen kunnen met het apparaat dankzij een speciale inkt flexibele botimplantaten in elke gewenste grootte en vorm maken. Dit materiaal – kan eenmaal in het lichaam – in echt bot veranderen.

Deze wervel komt uit de 3D-printer en is gemaakt met een speciale inkt. Beeld: Jakus et al. Science Translational Medicine (2016)
Deze wervel komt uit de 3D-printer en is gemaakt met een speciale inkt. Beeld: Jakus et al. Science Translational Medicine (2016)

Als artsen botten moeten herstellen of vervangen, nemen zij vaak bot uit andere delen van het lichaam, of gebruiken ze implantaten. De laatstgenoemde optie is minder pijnlijk, maar heeft andere nadelen: implantaten zijn vaak bros, breken makkelijk en kunnen niet tijdens de operatie vervormd worden.

Hersentumoren wellicht beter te behandelen door middel van techniek die bloed-hersenbarrière opent
LEES OOK

Hersentumoren wellicht beter te behandelen door middel van techniek die bloed-hersenbarrière opent

Neuro-oncoloog Tom Snijders is gespecialiseerd in hersenkanker, waarbij de levensverwachting vaak gering is. Hij is betrokken ...

Ramille Shah, materiaaldeskundige en chirurg van de Northwestern University in de Verenigde Staten, heeft met haar team een inkt ontwikkeld die een nieuw soort botimplantaat vormt. Een 3D-printer gebruikt de inkt om robuuste, maar wel ultra-elastische botimplantaten te maken. Die kunnen chirurgen zo snijden en manipuleren dat ze de perfecte vorm hebben voor de patiënt.

Eenmaal geplaatst, infiltreren bloedvaten de poreuze implantaten en zullen deze langzaam in een natuurlijk bot veranderen. Shahs team noemt het materiaal ‘hyperelastisch bot’ en zegt dat het een heleboel mogelijke skeletproblemen kan verhelpen. Denk daarbij aan heling van breuken, wervelreparatie en implantaten die het gezicht kunnen herstellen na een ongeluk.

Patiëntspecifiek

‘Het is ons doel om 3D-printers in een ziekenhuis te plaatsen. Chirurgen kunnen dan binnen 24 uur met onze hyperelastische botinkt een patiëntspecifiek implantaat maken,’ zegt Shah. ‘Je zou daar slechts een röntgenscan van de patiënt voor nodig hebben.’

De inkt is gemaakt van hydroxyapatiet, een mineraal dat van nature in bot voorkomt, en PLGA, een polymeer dat het mineraal samenvoegt en het implantaat zijn elasticiteit geeft. ‘Het verraste ons dat het implantaat gewoon terugveerde naar zijn originele vorm toen we erin knepen,’ zegt Shah.

Shahs collega Adam Jakus gelooft dat het lichaam stamcellen uit het beenmerg zal inzetten om het implantaat perfect te maken. Die cellen zien de poriën in het materiaal waarschijnlijk aan als kleine defecten die ze kunnen genezen door in botcellen te veranderen. Ook kunnen nieuwe aderen door het bot groeien.

In experimenten genazen de implantaten defecten in de ruggengraat van ratten even snel als andere bestaande behandelingen. Ook heeft het team bij een resusaap een stuk beschadigde schedel vervangen. Het implantaat was oorspronkelijk te groot, maar de chirurgen konden het op de operatietafel bijsnijden. Shah denkt dat chirurgen het materiaal binnen vijf jaar in de kliniek gaan gebruiken.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder: