Het heeft vier kamers, bloedvaten en het klopt - soort van.
In een primeur hebben wetenschappers een hart met menselijk weefsel in 3D geprint. Hoewel het hart veel kleiner is dan dat van een mens (het is slechts zo groot als dat van een konijn), en er is nog een lange weg te gaan totdat het als een normaal hart functioneert, kan het proof-of-concept-experiment uiteindelijk leiden tot gepersonaliseerde organen of weefsels die zou kunnen worden gebruikt in het menselijk lichaam, blijkt uit een studie die maandag (15 april) is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Science.
Om het hart te printen, begonnen onderzoekers van de Tel Aviv University in Israël met het nemen van een klein stukje vetweefsel van een patiënt. In het laboratorium hebben ze dit weefsel gescheiden in de samenstellende cellen en de structuur waarop de cellen zitten, de extracellulaire matrix.
Met behulp van genetische manipulatie hebben de wetenschappers vervolgens de verschillende componenten aangepast, waarbij sommige cellen opnieuw zijn geprogrammeerd om hartspiercellen of cardiomyocyten te worden, en sommige om cellen te worden die bloedvaten genereren.
De onderzoekers laadden vervolgens deze cellen - die als "bioinks" dienden - in de printer, die was geprogrammeerd om een hart te printen, op basis van CT-scans van de patiënt en de weergave van een hart door een kunstenaar. Het kostte de printer 3 tot 4 uur om het kleine hartje met de basisbloedvaten te printen. De onderzoekers incubeerden vervolgens het hart en voerden het zuurstof en voedingsstoffen. Binnen een paar dagen begonnen de cellen spontaan te kloppen.
Maar dit kloppen was niet helemaal wat een gezond menselijk hart zou doen. "We hebben de cellen nodig om niet alleen individueel synchroon te kloppen", zegt co-auteur Assaf Shapira, de labmanager van het Laboratory for Tissue Engineering and Regenerative Medicine aan de universiteit van Tel Aviv. Om ervoor te zorgen dat het hart het bloed efficiënt door het lichaam pompt, moeten de cellen eenstemmig kloppen - iets wat het 3D-geprinte hart nog niet heeft gedaan. 'Op dit moment zijn we bezig het weefsel te laten rijpen,' zei Shapira.
Uiteindelijk zou een gepersonaliseerd 3D-geprint hart het tekort aan transplantatie-organen voor patiënten kunnen verlichten, en zou het ook enkele risico's kunnen omzeilen die gepaard gaan met het transplanteren van andermans orgaan - namelijk dat het immuunsysteem van het lichaam deze vreemde weefsels kan afstoten, vertelde Shapira Live Wetenschap.
Camila Hochman Mendez, de assistent-directeur van onderzoekslaboratoria voor orgel, reparatie en regeneratie bij het Texas Heart Institute, die geen deel uitmaakte van de studie, zei dat de nieuwe bevindingen "echt innovatief zijn en het veld vooruit helpen" door aan te tonen dat er iets complexers is dan kan een enkele wand van het hart worden bedrukt. Maar de resultaten "laten ook alle hindernissen zien waar het veld nog steeds voor staat", voegde ze eraan toe.
Om een volledig functionerend hart te printen, zouden de wetenschappers een orgaan met een hogere resolutie moeten printen - een met veel meer vasculatuur dat zuurstof en voedingsstoffen er doorheen zou kunnen voeren, vertelde Hochman Mendez aan WordsSideKick.com. Maar om dit te doen zou maanden moeten worden afgedrukt - een tijdsspanne waarin de cellen niet zouden overleven.
De onderzoekers onderstreepten dat het kleine hartje nog steeds een 'proof-of-concept' is, maar dat ze hopen een manier te vinden om in de toekomst een dichter vaatstelsel te creëren.
'Natuurlijk, als we een groter hart zouden moeten fabriceren, zou dat duur zijn, zou het veel meer tijd kosten om te printen en zou er veel meer materiaal uit de patiënt moeten worden gehaald', zei Shapira.
Er is inderdaad nog veel meer onderzoek nodig voordat het gemeengoed wordt om gewoon op de 3D-printer op de 3D-printer te drukken bij de dokter.
