Går det att tillverka nya ben i människokroppen, utan bentransplantation eller bendonator? Svaret är ja, när man kombinerar nanoteknik, 3D-printing och stamceller kan helt nya metoder tas fram.
Bentransplantationer är ett kirurgiskt ingrepp som använder transplanterat ben för att reparera och återuppbygga sjuka eller skadade ben i människokroppen. Tekniken går att använda nästan var som helst i kroppen. Kirurgen behöver antingen ta benvävnad från patienten själv, ofta från höfter, ben eller revben, eller använda sig av donerad benvävnad. Men bägge metoderna är tidskrävande och det är inte alltid lätt att hitta en bendonator.
I ett forskningsprojekt undersöks nu därför ett helt nytt sätt att reparera skadad benvävnad, som varken kräver transplantationer från andra delar i kroppen eller en donator. Genom att kombinera 3d-utskriftsteknik, nanoteknik och stamceller kan man skapa helt ny benvävnad i kroppen.
Tekniken går ut på att 3D-ställningar som liknar patientens naturliga ben skrivs ut av biomaterial. Till ställningen tillsätts levande stamceller från patienten själv, sedan opereras den in i det skadade området och stimulerar de naturliga benläkningsprocesserna.
– Det är ett helt nytt sätt att reparera benstruktur. Vi använder kroppens stamceller och får dem att växa till ny benstruktur. Men det sker inte av sig själv, de behöver en ställning att växa på, och den gör vi av nanocellulosa som visat sig väldigt lovande, säger Kristin Syverud, forskningschef inom RISE PFI.
Kan återskapa även svåra strukturer
Med hjälp av 3D-skrivaren är tanken att man ska kunna återskapa även komplicerade benstrukturer. Utifrån röntgenbilder av patienten kan man se vilka ben som saknas eller är skadade, och med hjälp av den nya metoden ersätta precis den biten.
– Tanken är att du ska kunna printa ställningar i exakt den form du behöver, vilket inte varit så lätt att få till tidigare. Beroende på vilken bendefekt man pratar om så kan det vara väldigt svårt. Vi har bland annat samarbetat med tandläkare i projektet, det är lätt att föreställa sig vilka oerhört komplicerade benstrukturer vi har i exempelvis munnen och käken, säger Kristin Syverud.
Det är ett helt nytt sätt att reparera benstruktur
Pågående forskning
Forskningen går framåt, men innan tekniken kan användas brett i vården finns några steg kvar att ta. Cellulosan måste förstås vara säker att använda, och dess yta ha en struktur som gör att stamcellerna vill stanna kvar, börja dela sig och växa till.
– Och de ska vilja utveckla sig till just benceller. Där har vi lovande resultat, vi kan förändra ytkemin så att det bildas benceller specifikt.
När benväven väl utvecklat sig så ska ställningen som cellerna växt på gradvis brytas ner och försvinna. Cellulosa bryts inte ner naturligt i den mänskliga kroppen, så det behöver man hjälpa till med – men när det väl görs så omvandlas cellulosan till glukos, det vill säga socker, som vi enkelt kan tillgodogöra oss.
– Så det är en helt oproblematisk nedbrytningsprodukt, säger Kristin Syverud.
I framtiden finns det flera sätt att använda tekniken, bland annat när det gäller djupa sår eller brännskador.
– Då kan man göra på samma sätt, men ta fram hudceller i stället för benvävnad. På samma sätt kan man tänka sig att man kan använda samma teknik för att ta fram brosk eller andra organ, men det är väldigt komplicerat.
Hög kompetens på RISE
RISE har flera miljöer med hög kompetens när det gäller just nanocellulosa och användning av sådan i olika applikationer.
– I Trondheim forskar vi bland annat på nanocellulosa för användning i samband med att man vill skapa ny vävnad i kroppen, säger Kristin Syverud.
