3D-printen voor medisch herstel en mensverbetering

3D-printen: een veelbelovende techniek 

Met een 3D-printer kunnen onderdelen met complexe vormen worden gemaakt. In dit rapport onderzochten we het 3D-printen van producten voor medische doelen of mensverbetering. Dit is een vorm van 3D-bioprinten of bio-AM (additive manufacturing). 

In de medische sector is het 3D-printen van hoortoestellen tot nu toe een van de meest succesvolle toepassingen. Volgens experts zijn tandheelkundige implantaten mogelijk de volgende brede toepassing.

In ontwikkelingslanden gebruiken maatschappelijke organisaties 3D-printers al om prothesen op maat te maken voor kinderen. Experts denken dat volledige automatisering van de productieketen haalbaar is, waardoor de productie van prothesen in de toekomst sneller en goedkoper zal worden.

Daarnaast wordt er veel geëxperimenteerd met het printen van biologische materialen. Zo krijgt het printen van organen en weefsels veel media-aandacht. Maar nu - en in de nabije toekomst - is 3D-printen van biologisch materiaal vooral een instrument om cellen en celgedrag te bestuderen, en voor de doorontwikkeling van 3D-printers. Zo wordt er bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar het gebruik van geprint leverweefsel voor toxiciteitstests.

Wat moeten beleidsmakers hiermee? 

3D-bioprinten bestaat pas kort en er is nog weinig bekend over de gevolgen van deze technologie. Betekent het een revolutie op gezondheidsgebied, zijn er onbedoelde bijwerkingen of risico’s voor de gezondheid? En meer in het algemeen: welke factoren kunnen innovatie bevorderen of juist belemmeren?

De Europese Unie (EU) wilde weten wat zij kan doen om verantwoorde innovaties in 3D-bioprinten te ondersteunen. Die niet alleen voordelen voor het bedrijfsleven en patiënten opleveren, maar ook voor de samenleving als geheel.  

Op haar verzoek heeft een consortium van onderzoeksinstituten de stand van zaken en mogelijke ontwikkelingen geanalyseerd. Daarnaast analyseerde het de sociale, technologische, omgevings-, ethische, beleidsmatige, economische en demografische aspecten van een aantal toepassingen. De nadruk lag hierbij op de toepassingen van 3D-bioprinten voor weefsels en organen, tandheelkundige implantaten, prothesen (hulpmiddelen om ledematen te vervangen) en orthesen (hulpmiddelen om ledematen te ondersteunen). In dit onderzoek heeft het Rathenau Instituut op basis van de huidige technologie en verwachtingen van experts vier 'techno-morele vignetten' opgesteld.

Hoe ziet de toekomst eruit? 

Technologieën zoals 3D bioprinten beïnvloeden verschillende technische domeinen, wetenschappelijke velden en toepassingsgebieden. De gevolgen op elk gebied zijn nooit helemaal te overzien. Dit onderzoek probeert de kloof te dichten tussen de huidige technologie en de visionaire perspectieven en verwachtingen erover in het wetenschappelijke veld.

Hiervoor is literatuuronderzoek gedaan en patiënten en deskundigen geïnterviewd over de potentie en gevaren van 3D-printen.

Een aantal verwachtingen dat hieruit naar voren kwam: 

• Het 3D-printen van organen – als dit in de toekomst mogelijk zou zijn - is een potentiële oplossing voor een aantal problemen op het gebied van orgaantransplantatie.
• Wat het printen van organen en weefsels betreft, bestaat het risico dat er een hype ontstaat met te grote verwachtingen. Dit kan tot teleurstellingen leiden en gevolgen hebben voor de acceptatie van en steun voor onderzoek.
• 3D-bioprinten kan een bijdrage leveren aan het verminderen van afval. Bijvoorbeeld door het hergebruik van materialen of het printen van voedsel.
• De technologie kan veranderen hoe en waar producten gemaakt worden, omdat ze ter plekke kunnen worden geprint in 3D. 
• 3D-bioprinten zou een bijdrage kunnen leveren aan het reduceren van dierexperimenten.

Vier toekomstscenario's

In dit onderzoek hebben we op basis van de huidige technologie en verwachtingen van experts vier 'techno-morele vignetten' opgesteld. Dit zijn fictieve scenario's van mogelijke toekomsten voor 3D-bioprinten. De vignetten belichten zowel mogelijkheden als gevaren voor de samenleving. Met belanghebbenden zoals burgers en patiënten zijn we hierover in gesprek gegaan om zo uitdagingen op beleidsgebied vast te stellen.

Uitdagingen voor beleid

• Regulering
• Eerlijke verdeling van de opbrengsten (benefits)
• Burgerbetrokkenheid en mensgedreven innovatie. 

De uitdagingen en mogelijke oplossingen lichten we verder toe onder het tabblad 'Conclusies'. 

Welke uitdagingen zijn er voor beleidsmakers op het gebied van 3D-bioprinten? Voor dit rapport heeft een consortium van onderzoeksinstituten gesproken met experts, patiënten en Europarlementariërs.

Uitdagingen voor beleid

1. Regelgeving. Om inconsistente, versnipperde aanpassing van de verschillende regelgevende kaders te voorkomen moet er tijdig een uitgebreid regelgevingskader worden gecreëerd. Een kader dat fundamentele kwesties over 3D-bioprinten regelt, zonder grijze gebieden. Dit is onder andere van belang voor de veiligheid van medische behandelingen voor patiënten. Daarnaast krijgen ontwikkelaars en producenten hierdoor zekerheid over wat zij moeten doen bij het introduceren van nieuwe producten.  
   
   Op dit moment is er een classificatieprobleem voor 3D-bioprint-producten. Omdat het materialen en processen combineert - zo kan een product bestaan uit een synthetisch onderdeel en levend materiaal (cellen) - is het niet altijd duidelijk welke regels van toepassing zijn zowel tijdens het productieproces als aan welke eisen een eindproduct moet voldoen.
   
   Andere belangrijke kwesties hebben betrekking op de nieuwe standaarden die nodig zijn voor het waarborgen van veiligheid zeker als het gaat om DIY (do it yourself) praktijken waar mensen buiten een professionele omgeving hiermee experimenteren.
   
   En er spelen kwesties op het gebied van intellectueel eigendom omdat de digitale ontwerpen eenvoudig te delen zijn en daarmee ook overal te printen.
    
2. Eerlijke verdeling van opbrengsten (benefits). Financieringsregelingen en nieuwe wet- en regelgeving op het gebied van intellectuele eigendomsrechten/octrooien zijn van essentieel belang. Deze moeten ervoor zorgen dat de onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten zich richten op het verbeteren van de volksgezondheid, door ziektes aan te pakken die een grote belasting vormen voor de maatschappij. Daarnaast moet het er voor zorgen dat ook kleinere bedrijven toegang hebben tot onderzoeksgegevens en financieringsmogelijkheden. Tot slot moet er gelijke toegang tot de eindproducten zijn voor patiënten.
    
3. Publieksparticipatie, debat en op de burger gerichte innovatie. Dit is belangrijk voor vertrouwen in en draagvlak voor de technologie. Betere communicatie door wetenschappers aan burgers over de mogelijkheden van 3D-bioprinten kan hypes (en teleurstelling) voorkomen.
   
   Een breed opgezette en voor iedereen toegankelijke discussie is essentieel omdat 3D-bioprinten op verschillende terreinen een faciliterende werking kan hebben. De discussie moet gaan over de specifieke 3D-bioprinttoepassingen aan de ene kant, en de relevantie van 3D-bioprinten in een breder beleidskader voor onderzoek, innovatie en gezondheid. 
   
   De EU heeft al een uitgebreide aanpak voor verantwoorde innovatie ontwikkeld. Hierbij ligt de nadruk met name op inclusiviteit en co-creatie van innovatieve oplossingen samen met belanghebbenden, waaronder burgers. De Europese aanpak voor Responsible Research and Innovation (RRI) zou een goede manier kunnen om zijn 3D-bioprinten verder te ontwikkelen. Zo kunnen nieuwe coalities gevormd worden om innovatie te stimuleren. Met beleidsmakers, bedrijven, academische instellingen, andere gevestigde spelers in het innovatiesysteem en burgers die betrokken zijn bij burgerinitiatieven op innovatiegebied of die gewoon willen meepraten over de toekomst van wetenschap en technologie in de Europese samenleving.