Op de jaarlijkse bijeenkomst van de AAAS (American Association for the Advancement of Science) in Washington zag ik een driedimensionale bioprinter aan het werk. De machine, de fab@home van Cornell University, printte in een goed half uur een menselijk oor. In silicone weliswaar, en niet helemaal tot in de puntjes afgewerkt, maar de contouren waren snel zichtbaar. Het apparaat, niet groter dan de printer op onze redactie, spuit in het echt geen silicone, maar biologisch materiaal dat in een biocompatibele inkt is ondergedompeld. Laag per laag bouwen de druppeltjes menselijk weefsel op, tot er een orgaan ontstaat dat getransplanteerd kan worden. Voorlopig experimenteren de Cornell-onderzoekers nog met eenvoudige constructies zoals de meniscus, een schijfje kraakbeen in de knie. Maar in principe kunnen de 3D-bioprinters verschillende celtypes op verschillende plaatsen aanbrengen, net zoals een kleurenprinter dat met kleuren doet.

  Na een half uur worden de contouren van een oor goed zichtbaar.

Een andere Amerikaanse onderzoeksgroep, die van James Yoo (Wake Forest University), werkt in opdracht van het Amerikaanse leger aan een mobiele bioprinter die rechtstreeks huidweefsel op brandwonden kan spuiten. Gewonde soldaten in oorlogsgebieden als Afghanistan hebben heel vaak een beschadigde huid. De bioprinter biedt soelaas door ter plaatse de wonden te scannen – iedere verwonding is anders – en nieuwe huid te fabriceren op maat van het slachtoffer.

Het grote voordeel van ‘levende’ implantaten is duidelijk: dankzij identieke biologische eigenschappen treden weinig of geen afstotingsverschijnselen op. Hod Lipson van Cornell droomt nog verder. In de toekomst ga je naar het ziekenhuis voor een gedetailleerde MRI-scan, waarna al je gegevens in de databank opgeslagen worden. Als je later, bijvoorbeeld na een ongeval, een nieuwe meniscus of een ander implantaat nodig hebt, dan zoekt het ziekenhuis gewoon de files, kweekt je eigen cellen op en print met de geprepareerde inkt een extra exemplaar van je kapotte orgaan.

  De betonprinter van D-Shape. Zoek de technicus.

3D-printers bestaan al meer dan tien jaar, maar de laatste jaren neemt hun populariteit toe. De eerste geprinte materialen waren metaal en plastic, gevolgd door keramiek. Vooral in de designwereld ontketent 3D-printing een revolutie. Het gaat dwars in tegen de idee van massaproductie, hier kan de consument producten op maat tegen een betaalbare prijs bestellen. Er verloopt minder tijd tussen concept en product, en onverkochte stocks zijn in principe uitgesloten. Naast de creatieve sector breken 3D-printers overal door waar maatwerk nodig is, zoals in de luchtvaart- en auto-industrie of in de tandheelkunde, waar ze kronen maken. Dat de schaal van de 3D-printers steeds groter wordt, leest u in de recentste Eos. In de creatie van een monumentaal wiskundig kunstwerk slaagt een 3D-betonprinter waar de gangbare technieken falen. Ook hier gaan kunstenaars en architecten dromen. Als we zo’n apparaat naar de maan brengen, en hem met daar aanwezige grondstoffen maanwoningen laten te bouwen ...

  Wiskundig kunstwerk in wording.

Terug naar de bioprinter. Zal die in de toekomst grotere organen of zelfs een volledige mens printen? Een alternatief voor kloneren, met alle ethische implicaties die erbij horen? Waarschijnlijk loopt het zo’n vaart niet. De genoemde wetenschappers werken voorlopig nog met diermodellen en concentreren zich op amorfe weefsels zonder veel bloedcirculatie of interne structuren zoals huid of kraakbeen. Hoewel ze al denken aan volgende stappen – het printen van bot of hele organen zoals de lever – zijn er nog vele hinderpalen als het gaat om grotere, vitale lichaamsdelen. Hoe zit het bijvoorbeeld met het aanbrengen van de vers geprinte organische implantaten in het lichaam? Denk maar aan de verbinding met de bloedvaten of het neurale netwerk, of de voorziening van zuurstof. Geen problemen die niet opgelost kunnen worden, denkt prof. Lipson. Over twintig jaar is 3D-bioprinting een ingeburgerde geneeskundige praktijk. Toch maar even afwachten.