Grote stap richting het botimplantaat van de toekomst

Op 1 oktober gaat een groot onderzoeksproject onder leiding van het Maastricht UMC+ van start op het gebied van ‘slimme’, 3-D geprinte implantaten voor herstel van grote botdefecten. Het onderzoek is gericht op de ontwikkeling van biologisch actieve implantaten die kunnen worden aangepast aan de behoeften van iedere individuele patiënt.
Indien succesvol zal dit onder meer leiden tot snellere revalidatie en een vermindering van her-operaties.

Het belang van een vervangend implantaat

Gewrichtsslijtage is een onvermijdelijk probleem in een vergrijzende samenleving. Denk bijvoorbeeld aan degeneratie van het heupgewricht en de rug, of kraakbeenschade in de knieën. Het plaatsen van een vervangend implantaat kan voor patiënten een oplossing zijn, maar dergelijke middelen hebben een beperkte houdbaarheid.

Uiteindelijk kan een versleten implantaat ook nog eens grotere botdefecten veroorzaken, waardoor een ingrijpende her-operatie vereist is. De groei van nieuwe lichaamseigen botcellen op de plaats van de slijtage zou de ideale remedie zijn. Wetenschappers zijn inmiddels hard op weg om die behandeling mogelijk te maken, door gebruik van 3-D geprinte implantaten.

3-D geprinte implantaten

Klassieke implantaten worden gemaakt van titanium of kunststof en zijn gericht op het stabiliseren van het gewricht. Er zijn daarin weinig variaties beschikbaar, zodat nagenoeg iedere patiënt dezelfde behandeling krijgt. ‘Slimme’ implantaten zijn eveneens gemaakt van titanium, maar hebben desondanks bijzondere eigenschappen waardoor groei en aanhechting van botcellen wordt gestimuleerd.

Zo is het met de ontwikkeling van 3-D printing mogelijk om voor iedere individuele patiënt een uniek implantaat te maken op basis van bijvoorbeeld een MRI- of CT-scan. “Iedere patiënt is anders en heeft specifieke behoeften”, zegt hoofdonderzoeker dr. Chris Arts en expert op het gebied van toegepaste biomaterialen. “Leeftijd, gewicht, botdichtheid en individuele herstelcapaciteit: allemaal factoren die invloed hebben op het gewricht en de vereiste behandeling.”

Klinische toepassing

De 3-D geprinte implantaten hebben een soort van web-structuur, met tussenliggende ruimtes. Tot op microscopisch detail wordt een uniek raamwerk gecreëerd waar botcellen optimaal kunnen aanhechten en groeien. De implantaten kunnen tevens voorzien worden van een antibacteriële coating, zodat infecties in het gewricht worden voorkomen.

Daarnaast wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie biologisch afbreekbare implantaten, waardoor ze compleet worden vervangen door lichaamseigen cellen. Dat heeft tal van voordelen zegt Arts: “De revalidatie van de patiënt zal veel voorspoediger verlopen, de kans op infecties is kleiner en effect van implantaatslijtage is minimaal.” Prof. dr. Lodewijk van Rhijn, hoofd van de afdeling Orthopedie in het Maastricht UMC+ vult aan: “Dit project laat op innovatieve wijze zien hoe we fundamentele kennis over biomaterialen en celgroei kunnen omzetten in klinische toepassingen voor de patiënt.” De onderzoekers hopen over vier jaar de eerste klinische resultaten van de implantaten te kunnen presenteren.

Bron: Maastricht UMC+.