Baker en zijn team hebben ontdekt hoe ze een meer 'natuurlijke habitat' kunnen creëren voor menselijke cellen. Door vettige moleculen toe te voegen aan de hydrogels, kunnen ze de complexe eigenschappen van natuurlijke hydrogels nabootsen: zacht en met een vezelstructuur. Maar het gaat verder dan dat. De hydrogels gedragen zich op dezelfde manier als het speelgoed Silly Putty: ze kunnen worden uitgerekt en samengeknepen zonder te scheuren. Net als Silly Putty zijn hydrogels zelfherstellend en kunnen ze, nadat er krachten op worden uitgeoefend, terugkeren naar hun oorspronkelijke structuur of opnieuw worden gebruikt. Ze passen zich dus aan het lichaam aan en zijn tegelijkertijd vertrouwd voor de cellen.

Volgens Baker biedt het afstemmen van de grootte en de hoeveelheid vettige moleculen de sleutel tot het maken van een realistische celomgeving voor het maken van verschillende soorten weefsels. "Door te 'spelen' met de hoeveelheid vettige moleculen die we toevoegen, hebben we controle over de eigenschappen van de hydrogels", zegt hij. “Door meer vettige moleculen toe te voegen, krijg je relatief elastische hydrogels die geschikt zijn voor bijvoorbeeld het maken van huidweefsel. Door minder vetzuren toe te voegen ontstaan zachtere, vloeibaardere hydrogels die ideaal zijn voor bijvoorbeeld breinweefsel en vet, omdat die vervormbaar moeten zijn. We kunnen hydrogels dus aanpassen aan het specifieke deel van het lichaam waar we ze willen gebruiken."

Hoewel het toevoegen van vettige moleculen aan hydrogels simpel is voor scheikundigen, heeft het resultaat ervan belangrijke gevolgen. Met name omdat ze 3D-printbaar zijn, wat uniek is aan deze hydrogels. "Het is vrij eenvoudig om te doen, maar de implicaties zijn groot. Door hydrogels te combineren met menselijke cellen, kunnen we een structuur 3D-printen die buiten het menselijk lichaam groeit tot menselijk weefsel,” legt Baker uit. Dat kan de effectiviteit van celtherapietherapieën voor bijvoorbeeld artrose te verbeteren, waarbij cellen worden ingespoten om kraakbeen te repareren of op te bouwen en zo pijn en stijfheid in gewrichten te verminderen. Bovendien kan 3D-geprint weefsel worden gebruikt voor vroegtijdige fase farmacologische tests, als alternatief voor het testen van medicijnen op dieren.

De klassieke gedachte achter weefselengineering is dat 3D-geprint weefsel in het lichaam te geïmplanteerd wordt, waar het beschadigd weefsel repareert, vervangt of opnieuw opbouwt. Baker: "Mensen praten graag over het 3D-printen van een hart. Hoewel we daar nog ver vanaf zijn, is het 3D-printen van een mix van realistische celomgevingen en menselijke cellen een van de vele stappen die we moeten zetten naar het 3D-printen van patiëntspecifieke organen."

Dit onderzoek werd gefinancierd door de European Research Council (ERC), de Nederlandse Organisatie voor Wetenschppelijk Onderzoek (NWO) en Regenerative Medicine Crossing Borders partners (RegMed XB).