BioXolografie, ontwikkeld door een consortium geleidt door Universiteit Twente in samenwerking met de bedrijven Xolo en Rousselot, maakt het mogelijk om levende weefsels met ongekende snelheid en resolutie te 3D bioprinten.
De technologie van het bioprinten is van bepalend belang hoe levende weefsels geproduceerd kunnen worden voor onder andere de productie van ziektemodellen, kweekvlees, zachte robots, en donor organen. Conventionele 3D bioprint technieken konden werken op hoge resolutie of met hoge snelheid, maar niet beide tegelijktijdig. Dit heeft ervoor heeft de maatschappelijke toepassing van deze technieken in het biomedische domein gelimiteerd. Dit komt omdat deze bioprinters weefsels punt-voor-punt, of lijn-voor-lijn, of laag-voor-laag maakten. Op hoge resolutie produceren kost daardoor veel tijd.
Om deze uitdaging op te lossen is volumetrisch bioprinten uitgevonden. Dit nieuwe type printtechniek print het gehele construct tegelijkertijd via gecontroleerde lichtprojectie, waardoor productie op zowel hoge resolutie en hoge snelheid mogelijk wordt. De nieuwste van deze technieken, genaamd Xolografie, biedt een ongekende hoge resolutie door kubieke centimeters in een minuut te kunnen printen op micrometer resolutie. Echter, deze techniek was ontwikkelt voor het 3D printen van plastic, en was niet compatibel met het printen van zachte en waterhoudende materialen - zoals hydrogel – waar ons lichaam voornamelijk uit bestaat. Hierdoor was het printen van levende weefsels met deze techniek niet mogelijk. In het BioXolo consortium hebben we succesvol onderzocht hoe we xolografisch levende weefsels kunnen printen.
Hierbij is er gedemonstreerd dat op hoge concentraties stamcellen veilig geprint kunnen worden in natuurlijke materialen gebruikende 3D lichtprojectie. De stamcellen in Xolografisch geprinte constructen kunnen vervolgens differentiëren in specifieke volwassen celtypen waarmee effectief levende weefsels gemaakt worden. Deze doorbraak maakt het hierdoor mogelijk om grote levende weefsels te maken met ongekende precisie wat de structuur en functie van 3D gebioprinte weefsels dichter bij die van onze eigen natuurlijke weefsels en organen brengt.
Schematische weergave van het BioXolografische print proces. B) Een Xolografische 3D print van de macroscopische hersenstructuur gebaseerd op basis van een CAD-scan. C) Een Xolografische multimateriaal 3D print van een menselijk gewricht op basis van een CAD-scan.
