Cartilage regeneration: a scaffold-free tissue engineering approach using 3D printing
| Promotie: | M.A. (Miguel Alejandro) Reina Mahecha, MSc |
| Wanneer: | 06 december 2024 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotors: | dr. P.K. Sharma, prof. dr. I.S. (Inge) Zuhorn |
| Copromotor: | dr. T.G. (Theo) van Kooten |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Medische Wetenschappen / UMCG |
Kraakbeenregeneratie: een steigervrije tissue engineering-aanpak met behulp van 3D-printing
Artrose (OA) is een chronische degeneratieve ziekte, die wereldwijd meer dan 500 miljoen mensen treft, met name in de knie, wat leidt tot aanzienlijke invaliditeit en sociaaleconomische gevolgen. Artrose wordt gekenmerkt door gewrichtsproblemen zoals subchondraal botverlies, synovitis, ligamentinstabiliteit en met name afbraak van gewrichtskraakbeen, wat resulteert in pijn en beperkte gewrichtsfunctie. Huidige behandelingen behandelen voornamelijk pijn zonder de progressie van de ziekte te stoppen, wat vaak een gewrichtsvervangende operatie noodzakelijk maakt. Innovatieve benaderingen in weefseltechniek, stamcellen en 3D-printen worden onderzocht om kraakbeen te regenereren en mogelijk de progressie van artrose te stoppen.
Dit proefschrift van Alejandro Reina Mahecha onderzoekt artrose-pathologie en heeft als doel in vitro kraakbeen te creëren. Hier wordt gewrichtskraakbeen van artrose-patiënten onderzocht, waarbij de proteoglycaanuitputting ervan wordt gerepliceerd met behulp van runderkraakbeen en chondroïtinase ABC, die vergelijkbare matrixveranderingen vertoonde. Verder wordt een 3D-geprinte biocompatibele mal beschreven, die is ontwikkeld via VAT-fotopolymerisatie om homogene sferoïde celaggregaten te produceren, ter ondersteuning van stamcelaggregatie in PDMS-gebaseerde putten. In dit onderzoek worden deze aggregaten gecombineerd met groeifactoren GDF-5, TGFβ-3 en BMP-2 om chondrocytdifferentiatie te stimuleren, wat kraakbeeneigenschappen nabootst die nodig zijn voor artrose-behandeling.
Dit proefschrift bespreekt ook bioreactoren in kraakbeentechniek, waarbij optimale mechanische stimulatie-instellingen worden geïdentificeerd. Tot slot introduceert dit proefschrift een 3D-geprinte bioreactorkamer, die is ontworpen om mechanische eigenschappen in kraakbeenschijven te verbeteren door middel van stimulatie, wat de glycosaminoglycaan- en ECM-afzetting verbeterde, wat lijkt op gezond kraakbeen. Deze aanpak, die 3D-printen, pluripotente stamcellen en bioreactoren combineert, is veelbelovend voor het verbeteren van OA-behandeling en regeneratieve geneeskundetoepassingen.