Een organ-on-chip uit de 3d-printer

Onderzoekers van de Universiteit van Harvard hebben met een enkel 3d-printproces een volledig organ-on-chip-device met geïntegreerde sensoren gemaakt. Het biologisch materiaal zelf werd niet meegeprint, maar hartcellen die erop werden gezaaid ontwikkelden zich tot een reepje samentrekkend weefsel waarvan de activiteit voortdurend gemeten kan worden. De onderzoekers denken dat ze hiermee niet alleen een betere manier hebben gevonden om experimentele organ-on-chips te maken, maar ook dat de geïntegreerde instrumentatie nieuwe mogelijkheden biedt voor continue monitoring.

Een organ-on-chip is een model voor een biologisch orgaan dat gebruikt kan worden om de invloed van stoffen te onderzoeken. Alhoewel de biologische cellen in het device doorgaans hooguit enkele lagen dik zijn, zijn ze op microscopische schaal zo georganiseerd dat ze vergelijkbaar reageren als in het echte orgaan. Doordat de devices klein zijn, kunnen eenvoudig grote aantallen parallelle testen worden uitgevoerd.

Normaal moeten dit soort devices echter in verschillende stappen met patroneringstechnieken worden gefabriceerd in een cleanroomomgeving. Bovendien is het lastig om de grote aantallen testen continu te monitoren. Die twee problemen wilden de onderzoekers oplossen. Ze gebruiken hiervoor een 3d-printer met zes verschillende ‘inkten’. Hiermee bouwden ze een kweekkammertje met op de bodem een rekstrookje dat vormveranderingen kan meten. Elektrische aansluitingen en de kanalen voor de cellen zijn hier allemaal in geïntegreerd. Om de flexibiliteit van de aanpak aan te tonen, werd de ruimte tussen de kanalen gevarieerd; hiermee konden verschillende spierconfiguraties worden gemaakt.