Een borst uit de bioprinter

Jaarlijks gaan zo'n 3.000 vrouwen onder het mes voor een borstreconstructie. ©REUTERS

In het lab gegroeide borsten, op maat van de patiënt, op basis van 3D-scans van het lichaam. Dat is de grote droom van de wereldvermaarde plastisch chirurg Phillip Blondeel.

Het is een van de spannendste onderzoeksdomeinen voor biowetenschappers: tissue engineering, het kweken, printen en programmeren van menselijk weefsel. Volgens de wereldvermaarde plastisch chirurg Phillip Blondeel rolt de borst van de toekomst gewoon uit de bioprinter.

Elk jaar gaan zo’n drieduizend vrouwen onder het mes voor een borstreconstructie. Het gaat meestal om kankerpatiëntes die een borst verloren of erfelijk belaste vrouwen die kozen voor amputatie om kanker te voorkomen. Blondeel – bijgenaamd ‘de borstenbeeldhouwer’ – pionierde 25 jaar geleden met een techniek waarbij patiënten een nieuwe borst kregen gemaakt uit eigen vet en huid. Tot dat moment was de enige optie een implantaat uit siliconen.

De inspanningen van de plastische chirurgie dienen vooral om vrouwen na ziekte en kanker beter uit de nood te helpen.
Phillip Blondeel, diensthoofd plastische chirurgie in het UZ Gent

‘Als plastisch chirurg ben je elke dag bezig met het herstellen van aangetaste of verdwenen lichaamsdelen’, zegt Blondeel, verbonden aan de universiteit van Gent. ‘In 80 procent van de gevallen gaat het om huid of onderhuids weefsel. Dat lossen we meestal op door weefsel op het eigen lichaam te verplaatsen, maar optimaal is dat niet. Bij een borstreconstructie halen we het weefsel meestal uit de buik. Dat laat niet alleen een litteken na, het materiaal is ook niet echt op maat.’

Al jaren zoeken chirurgen naar een methode om de ingreep sneller, lichter en onzichtbaar te maken. De sleutel kan weleens liggen in de snel evoluerende wereld van tissue engineering, het kweken, printen en programmeren van weefsel op basis van stamcellen. Stamcellen zitten in beenmerg, maar ook in vet. Ze kunnen uitgroeien tot eender welke andere cel.

Over de hele wereld zijn chemici en ingenieurs duchtig aan het knutselen met de kleinste bouwsteentjes van het leven. Uit stamcellen wordt vandaag al huid, vet, bot en haar gegroeid. De bedoeling is om op termijn op maat gemaakte lichaamsdelen of zelfs hele organen uit petrischaaltjes en de bioprinter te laten rollen en te transplanteren. Het is ook de grote droom van Blondeel: in het lab gegroeide borsten, op maat van de patiënt, op basis van 3D-scans van het lichaam.

Een borst uit een spuitje

De ontwikkelingen in het lab spreken tot de verbeelding, de termijn waarop ze werkelijkheid worden is onvoorspelbaar. In de operatiekamer is wel een revolutie op til: een borstreconstructie met uit eigen stamcellen gekweekt vet.

Vandaag al werkt Blondeel met een techniek waarbij vet uit de heupen of de buik van de patiënt in de borst wordt geïnjecteerd. Het vet is zacht, afkomstig uit het eigen lichaam en perfect vorm te geven. Het enige probleem: vandaag sterft na injectie de helft van het weefsel weer af. ‘Het vet dat overleeft, zit er voor altijd’, zegt Blondeel. ‘Maar om de andere helft te vervangen heb je weer een bepaalde hoeveelheid nodig, waarvan opnieuw slechts de helft overleeft. Per sessie kun je ook maar een beperkte hoeveelheid inspuiten, tussen de 50 en de 200 cc. Om een volledige C-cup te bouwen, heb je 400 à 500 cc nodig. Dat vergt al snel vier tot zeven sessies en niet elke patiënt heeft voldoende overtollig vet. De vraag is dus: kunnen we ervoor zorgen dat meer vet overleeft?’

Bondeel stapte met zijn vraag naar de onderzoekers in het laboratorium. Het antwoord kwam uit de koker van de chemie en de ingenieurs. Polymeerchemicus Sandra Van Vlierberghe (UGent), gespecialiseerd in 3D-printing van implantaten, werkte hiervoor samen met lichtonderzoeker Liesbeth Tytgat en professor lichttechnologie Heidi Ottevaere van de VUB. Zij ontwierpen een beschermend pakje voor de stamcellen: een rugzakje als het ware, met eten, drinken en toegang tot zuurstof om de cel te helpen overleven.

©Mediafin

Het rugzakje werkt als een soort couveuse. Het stimuleert de stamcellen om vetcellen te worden en stimuleert het groeien, de celdeling en het vormen van weefsel. Net zoals een couveuse de baarmoeder kopieert door de temperatuur hoog te houden en voeding en zuurstof te voorzien, moet het jasje rond de stamcellen de omstandigheden in het lichaam nabootsen. ‘We moeten zorgen dat de cellen gelukkig zijn’, zegt Van Vlierberghe. ‘Gelukkig zijn ze pas als ze zich thuis voelen. Als ze zich thuis voelen, zullen ze ook verbindingen met hun omgeving aangaan en geneigd zijn om te gaan groeien en delen.’

Het rugzakje is samengesteld uit gelatine, afkomstig uit collageen onttrokken uit slachtafval van runderen en varkens. De stamcel herkent de stoffen in gelatine want die komen ook in het lichaam voor. Die herkenbaarheid zorgt ervoor dat de stamcel zich sneller aan andere cellen hecht, wat noodzakelijk is om weefsel te vormen.

De vorm van het rugzakje is met een laser uit gelatine geprint. Omdat het vormpje door de naald van de chirurg moet kunnen, is het slechts driehonderd micrometer groot: dat zijn drie haartjes naast elkaar.

Hét pijnpunt voor tissue engineering is vandaag doorbloeding, de aansluiting van het kweekweefsel op een levend lichaam. Ook daar houdt het rugzakje rekening mee: er zitten gaatjes in waardoor de cel in contact kan komen met de bloedvaten, om zuurstof op te nemen en afval af te voeren. Alleen zo kan ze overleven.

De mix van rugzakjes en stamcellen wordt in de borst van de patiënt gespoten. De bedoeling is dat de biologisch afbreekbare rugzakjes in het lichaam oplossen terwijl de stamcellen in het lichaam uitgroeien tot weefsel. Als dat lukt, gebeurt er een wonder: de borst regenereert spontaan.

Borstvergroting

De nieuwe procedure heeft alles om de nieuwe standaard voor borstreconstructie te worden, zo durft Blondeel te hopen. ‘Als we het aantal sessies waarbij we vet bij de patiënt injecteren kunnen beperken, betekent dat een significante stap vooruit. De ingreep duurt nog maar een uur en er is geen litteken meer.’

In het labo zijn de testen veelbelovend, de proeven op muizen staan in de steigers. Op de eerste testen met mensen is het nog een aantal jaren wachten. ‘Maar als blijkt dat het concept met stamcellen en de chemisch bewerkte rugzakjes werkt, kun je virtueel elk weefsel regenereren’, zegt professor lichttechnologie Heidi Ottevaere. Dezelfde techniek wordt momenteel getest om kraakbeen en bot te kweken, als alternatief voor haarimplantaten maar ook in de brandwondenzorg.

Naast een betere zorg voor de patiënt, zou deze doorbraak ook de plastisch chirurg een dienst bewijzen, meent Blondeel. ‘Het beeld leeft nog heel sterk van de plastisch chirurg die bakken geld verdient met facelifts en vrouwen gelukkig wil maken met een borstvergroting. 90 procent van onze tijd gaat echter naar reconstructieve heelkunde. Dit onderzoek toont aan waar die inspanningen toe dienen: om vrouwen na ziekte en kanker beter uit de nood te helpen.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud

Partner content