## Opdracht 3 - De perfecte scaffold

Er komt nogal wat bij kijken om een (stukje van) een orgaan te kunnen tissue engineeren. Cellen, voeding, een geschikte bioreactor… maar één van de belangrijkste onderdelen is de scaffold. Een soort raamwerk waarop je de cellen kan zaaien. De cellen hebben immers een omgeving nodig waar ze kunnen groeien en het gewenste weefsel kunnen gaan maken.

Functie van de scaffold

Deze scaffold moet aan hele reeks eigenschappen voldoen. Het materiaal moet zeer poreus zijn, zodat de cellen door de gehele scaffold gezaaid kunnen worden, maar ook zodat de voedingsstoffen alle cellen kunnen bereiken. Losse cellen die gezaaid worden op een poreus materiaal, vormen uiteraard geen erg stabiel geheel. De scaffold moet in de eerste periode van de weefselgroei dus structuur en stevigheid bieden aan het “getissue engineerde” orgaan. Ook moet de scaffold biologisch afbreekbaar zijn. Wanneer het weefsel zich begint te vormen, moet de scaffold langzaam verdwijnen en het weefsel zal dan langzaam de stevigheid overnemen.

Materialen voor een scaffold

Er worden op dit moment veel verschillende materialen gebruikt bij tissue engineering. Veel materialen zijn op een andere manier al bekend in het medisch vakgebied. Denk bijvoorbeeld aan het materiaal voor oplosbare hechtingen en het biocompatibele (het lichaam kan het verdragen) metaal dat gebruikt wordt voor stents, dit zijn buisjes die in een vernauwd bloedvat geplaatst worden om het bloedvat open te houden. Dit laatste materiaal is een voorbeeld van een materiaal dat niet biologisch afbreekbaar is en illustreert ook meteen dat de meeste materialen die gebruikt worden voor scaffolds nog lang niet aan alle eisen voldoen waaraan een scaffold zou moeten voldoen. Andere voorbeelden van materialen die voor scaffolds gebruikt worden, zijn onder andere polyesters en gels. Polyesters zijn polymeren van esterverbindingen*) en er zijn vele variaties. Het materiaal kan op kunststof lijken, maar ook op textiel, afhankelijk van welke esterverbinding er gebruikt wordt. Polymelkzuur is een goed voorbeeld. Dit is een plastic-achtig materiaal en bij afbraak, valt het uiteen in melkzuur (het monomeer).
Gels zijn flexibele, siliconen-achtige structuren die zeer flexibel zijn. Ze kunnen synthetisch of biologisch zijn. Ze zijn makkelijker te modelleren en ze worden goed opgenomen in het lichaam.

Opdracht

Dit is slechts een greep uit de verschillende materialen die gebruikt worden in tissue engineering. Het perfecte materiaal is nog niet gevonden en dat zal ook nog wel even duren. Jullie gaan hier ook over nadenken. Aan welke eisen moet het materiaal voldoen? En kun je deze eisen een volgorde van belangrijkheid geven? Welke materialen passen bij de verschillende eisen? Moet het materiaal afgebroken worden of juist niet? Hoe kun je het materiaal in de gewenste vorm krijgen? Boetseren? Lijmen? Naaien? 3D printen? En wat is uiteindelijk jullie idee van wat nu de perfecte scaffold zal zijn?

P.S. Er is geen goed of fout idee! De wetenschap is er ook nog niet uit, dus het gaat erom dat jullie creatief denken en bekijken wat er allemaal wel mogelijk is en hoe je al die zaken (ook al is het uit een ander vakgebied misschien) kan toepassen bij het bedenken van het perfecte materiaal voor een scaffold.

*) Een ester is een organische verbinding die ontstaat door reactie van een zuur met een alcohol of suiker