Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben biologisch afbreekbare hartkleppen en stents getest in proefdieren. Deze implantaten nemen tijdelijk de functie van de hartklep of het bloedvat over en bevorderen ondertussen de groei van lichaamsweefsel, waardoor het lichaam zichzelf uiteindelijk moet herstellen. 

Bij bepaalde afwijkingen aan de hartkleppen of bloedvaten kunnen implantaten tijdelijk een oplossing bieden. Een patiënt met hartkleppen die niet goed sluiten of opengaan is vaak kortademig, moe en kan last krijgen van duizelingen bij inspanning. Ook een vernauwing in een bloedvat kan tot soortgelijke klachten leiden. Kunstkleppen kunnen de functie van de falende kleppen overnemen en een stent wordt gebruikt om vernauwing van een bloedvat tegen te gaan.

Deze behandelingen bieden vaak echter geen permanente oplossing voor de patiënt. Bij kinderen met een aangeboren hartafwijking zouden kunstkleppen bijvoorbeeld regelmatig moeten worden vervangen, omdat ze niet meegroeien. Daarom zijn er nog geen kunstkleppen ontwikkeld voor kinderen. En stents kunnen een ontstekingsreactie veroorzaken waardoor het vat over tijd opnieuw dichtgroeit.

Een onderzoeksteam van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) ontwikkelde daarom samen met het UMC Amsterdam en de bedrijven Suprapolix, Xeltis en STENTiT  - gefinancierd door onder meer de Hartstichting en Health Holland - kunststof hartkleppen en stents die het lichaam over tijd kan afbreken en vervangen door lichaamseigen weefsel. De onderzoekers hebben deze implantaten nu preklinisch getest op proefdieren. 

 

Dunne draden

De implantaten zijn van polymeren die tot vezels zijn gevormd met een elektrospinning-techniek. Hierbij trekt een elektrische spanning dunne draden uit een vloeibaar polymeer, zodat een gesponnen microstructuur ontstaat. Van deze structuur maken de onderzoekers een soort mal waar lichaamscellen zich in kunnen nestelen terwijl het materiaal wordt afgebroken. 

 

 

Het lichaam engineert mee

Met de implantaten willen de onderzoekers het immuunsysteem van het lichaam activeren en sturen, zodat het wordt aangezet tot het vormen van nieuw weefsel. ‘Het is de bedoeling dat het lichaam als het ware zelf mee gaat engineeren aangestuurd door het implantaat’, zegt hoogleraar Carlijn Bouten. 

De preklinische testen geven inzicht hoe het lichaam reageert op de implantaten en hoe het nieuw weefsel aanlegt. ‘Hoe beter we de reactie van het lichaam op de verschillende implantaten begrijpen, hoe beter we uiteindelijk de werking van het implantaat kunnen controleren’, zegt Bouten. Het is bijvoorbeeld essentieel dat het implantaat pas wordt afgebroken als er al vervangend weefsel gevormd is.  

 

Gezond weefsel

De stents hebben de onderzoekers onder andere getest op kleine proefdieren. De resultaten van deze onderzoeken zijn veelbelovend. ‘In een gezond bloedvat blijkt de stent zowel ondersteuning te bieden als de groei van gezond weefsel te bevorderen’, zegt onderzoeker Anthal Smits. ‘Nu is de vervolgvraag of deze stent ook geschikt is voor een vernauwd bloedvat.’

Uiteindelijk is het doel dat er slechts één operatie nodig is om de stent te plaatsen die tijdelijk het bloedvat kan verwijden en op de lange termijn zorgt voor de aangroei van gezond weefsel. 

 

De biologisch afbreekbare stent. Beeld: de ICMS Animation Studio van de Technische Universiteit Eindhoven.

 

Bewegende kleppen

Om de werking van de kunstmatige kleppen te onderzoeken, hebben de wetenschappers deze implantaat bij een schaap ingebracht. ‘Het is een grote stap dat de kunstmatige hartklep nu een jaar succesvol heeft kunnen functioneren in een schaap’, zegt Smits.

Nu wordt het zaak om langer te testen - twee of drie jaar - en zodoende de groei van de klep te onderzoeken. Dit aangezien de onderzoekers zich voornamelijk richten op hartaandoeningen bij kinderen, waar de hartkleppen nog jaren moeten functioneren in het lichaam. 

 

De eerste stap

Deze preklinische tests zijn een belangrijke stap richting de kliniek. ‘We zijn een van de weinige onderzoekers die bezig zijn met tissue engineering ín het lichaam’, zegt Bouten. ‘Er gaan zeker nog jaren overheen voordat we dit kunnen toepassen bij mensen.’  

 

Openingsbeeld: Marcelle Uiterwijk (UMC Amsterdam)