3D-printer ontwerpt zelf mee

In Utrecht is een 3D-printer ontwikkeld die niet alleen print, maar ook meekijkt en zelfs mee ontwerpt. Dit door middel van computervisie, een tak van AI. Het gaat om een zogenaamde bioprinter, die orgaanweefsel print.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.

3D-printen kennen we als het laag-voor-laag printen van structuren. Maar 3D-printen kent ook andere vormen, zoals volumetrisch printen. Hierbij wordt in één keer een volledige structuur geprint, met behulp van een lichtgevoelige gel die onder invloed van laserlicht hard wordt. Het voordeel: deze vorm van printen is ontzettend snel (secondes) en bovendien ‘vriendelijker’ voor de kwetsbare cellen die zich in de gel bevinden.

Voor het maken van een goede print moet je begrijpen wat er in het printmateriaal zit, zodat het geprinte weefsel zo optimaal mogelijk in elkaar zit. De nieuwe technologie, genaamd Grace, maakt dit mogelijk. Het opent nieuwe mogelijkheden in het bioprinten van functionele weefsels. En is daarmee een stap richting het herstel van letsel, het testen van medicijnen en zelfs het vervangen van complete organen.

Slimme bloedvaten rondom levende cellen

Een van de grootste uitdagingen in 3D-bioprinten is het printen van functionele bloedvaten. Bij huidige printmethoden wordt vooraf een 3D-ontwerp gemaakt. Het is dan nog niet bekend waar de cellen zich bevinden in de lichtgevoelige gel, en dus ook waar de bloedvaten geprint moeten worden. Met Grace ‘ziet’ de printer waar de cellen zich bevinden en ontwerpt hij binnen enkele seconden een netwerk van bloedvaten rond die cellen, zo efficiënt mogelijk.

De technologie is ook in staat om meerdere printstappen automatisch op elkaar af te stemmen. Denk bijvoorbeeld aan een geprint stuk botweefsel waarop later nog een laag kraakbeen moet worden toegevoegd.