Medical Delta Regenerative Medicine 4D: Generating complex tissues with stem cells and printing technology

Regeneratieve geneeskunde richt zich op het onderzoek naar nieuwe behandelingen om aangetaste weefsels of organen te herstellen of te vernieuwen. Het doel hiervan is om de kwaliteit van leven voor de patiënt te verbeteren. Voorbeelden van weefsels en organen die in dit programma een rol spelen zijn kraakbeen, bot en lever.

Het programma Regenerative Medicine bestaat uit twee sub-programma's. De eerste richt zich op het reconstrueren van kraakbeen- en botdefecten, de tweede op ziektemodellen.

Reconstructie: het creëren van complexe weefselconstructies

4D-printing is een nieuwe technologie ontwikkeld aan de TU Delft. In 4D printing kunnen vlakke objecten worden samengevouwen in 3D-objecten over tijd. Hierbij kan gedacht worden aan origami. Het vouwen kan gestimuleerd worden met pH, licht, temperatuur of cellen. Deze techniek zal worden gebruikt om complexe weefselconstructies te creëren. Met behulp van deze geavanceerde technologie en stamceltechnologie bouwen de onderzoekers een proof-of-principle kraakbeen-bot-eenheid. Dit kan functioneren als een biologisch implantaat om defecten te herstellen.

Ziektemodellen: ziektes nabootsen

Ziektemodellen worden gebruikt om een ​​ziekte zo nauwkeurig mogelijk na te bootsen. Dit wordt gedaan in een laboratorium. In het lab worden cellen samengebracht om complexe weefsels te construeren. In dit programma worden geïnduceerde pluripotente stamcellen gebruikt. Dit zijn stamcellen die kunnen differentiëren in alle verschillende celtypen - bijvoorbeeld een kraakbeencel of levercel. In Medical Delta Regenerative Medicine 4D passen we printtechnologie toe om ziektemodellen van kraakbeen en de lever te verbeteren. Dat stelt ons in staat om deze ziekten beter te begrijpen.

Toekomstperspectief

3D- en 4D-printtechnologieën bieden mogelijkheden om betere implantaten te maken voor het herstel van falende weefsels/organen (waaronder kraakbeen, bot en lever). De methodologie zal ook worden toegepast om in vitro ziektemodellen te verbeteren. De modellen kunnen worden gebruikt om geneesmiddelen te ontwikkelen en te testen, en zo de zoektocht naar nieuwe farmacologische behandelingen versnellen. Patiënten met artrose, een gewrichtsziekte die kraakbeen en bot aantast en leidt tot verminderde mobiliteit en pijn, zouden baat kunnen hebben bij deze ontwikkelingen. Dit onderzoek zou ook patiënten met leveraandoeningen kunnen helpen, omdat vroege interventies de behoefte aan donorlevers kunnen verminderen, waar nu een tekort aan is.

Samenwerking

Regeneratieve geneeskunde is een multidisciplinair veld waarin geneeskunde, biologie en techniek samenwerken. De Medical Delta-regio is een ideaal gebied om deze ontwikkelingen te stimuleren. Dit programma combineert unieke 4D-printingtechnologie ontwikkeld in Delft met een sterke kennis van stamcellen en ziektemodellen in Rotterdam en Leiden. Deze samenwerking brengt de ontwikkelingen in de individueel sterke onderzoeksgroepen naar een hoger niveau.