Artrose scanner in ontwikkeling

Herken gewrichtsslijtage voordat het ongemak begint
In het geval van artrose (gewrichtsslijtage), verschijnen de symptomen meestal pas als het gevorderde stadium en de slijtage die al is opgetreden niet langer omkeerbaar is. Een vroege diagnose kan echter helpen om gewrichtsschade te voorkomen. Met een speciale infraroodsensor kunnen degeneratieve veranderingen in het kraakbeen mogelijk al worden gedetecteerd voordat zich een pijnlijke artrose ontwikkelt, meldt de universiteit van Ulm.

De onderzoekers onder leiding van de Ulm chemicus Prof. Boris Mizaikoff aan een infraroodsensor voor gebruik in de loop van minimaal invasieve artroscopie degeneratieve veranderingen van het kraakbeen te detecteren. Het MIRACLE project waaraan 13 Europese partners uit onderzoek en industrie, gefinancierd in het kader van het EU-kaderprogramma Horizon 2020 met een totaal van 6,1 miljoen euro, de vrijlating van de Universiteit van Ulm. In iets meer dan drie jaar zou de "artrose-scanner" al klaar moeten zijn voor de markt.

Een osteoartritis-scanner moet degeneratieve veranderingen van het kraakbeen in een vroeg stadium detecteren en onherstelbare gewrichtsschade helpen voorkomen. (Afbeelding: psdesign1 / fotolia.com)

Houd verbindingen zo lang mogelijk
In de hoge leeftijd lijden veel vrouwen en mannen aan pijnlijke slijtage van de gewrichten, die artrose worden genoemd. De gewrichtsslijtage is onomkeerbaar en om de kraakbeenafslijting tegen te gaan of om het aangetaste gewricht zo lang mogelijk te behouden, zijn vroege tegenmaatregelen vereist. Dit vereist echter ook een vroege diagnose van degeneratieve veranderingen. Europese onderzoeksinstellingen en bedrijven uit zes landen, gecoördineerd door de Finse Universiteit van Oulu, werken daarom aan de ontwikkeling van een nieuwe diagnostische procedure in het MIRACLE-project.

Minimaal invasieve gezamenlijke spiegeling met artrose-scanner
Het onderzoeksteam onder leiding van professor Boris Mizaikoff, hoofd van het Ulm Institute for Analytical and Bioanalytical Chemistry, is betrokken bij de ontwikkeling van de nieuwe methode op basis van een sensor in het midden-infraroodbereik. Deze sensor moet tijdens een chirurgische procedure worden gebruikt om kraakbeenveranderingen te detecteren voordat artrose optreedt. "De nieuwe sensor detecteert moleculaire veranderingen in de loop van minimaal invasieve arthroscopie (arthroscopie) en zou een belangrijke verrijking kunnen zijn voor patiëntenzorg en onderzoek," meldt de Universiteit van Ulm.

Herken vroegtijdig kraakbeenletsel
Bij artrose zijn de typische symptomen zoals pijnaanval, ochtendstijfheid en een verminderde veerkracht meestal pas in de gevorderde fase. "De diagnose door middel van beeldvormende procedures of artroscopie wordt vaak pas wanneer de beschermende kraakbeen al zwaar geërodeerd, en mogelijk zelfs de verbindingsoppervlakken elkaar wrijven," de Universiteit van Ulm gemeld. De progressie van de ziekte en uiteindelijk de vervanging van het gewricht kon echter in veel gevallen worden uitgesteld als kraakbeenletsels vroegtijdig werden ontdekt en behandeld. Er zijn daarom veel vraag naar nieuwe diagnostische methoden en de arthroscopische infraroodsensor biedt hier een veelbelovend uitgangspunt.

Nog betere therapiebeheersing is het doel
"Naast verbeterde directe diagnose en het succes van nieuwe therapieën met deze meetmethode kan worden gecontroleerd," legt professor Mizaikoff, wiens team wordt momenteel aan een prototype van artroscopische infraroodsensor. De onderzoekers van Ulm dragen hun expertise in infraroodspectroscopie en miniaturisatie van moleculair-specifieke sensortechnologieën bij aan het project, aldus de universiteit. De nieuwe sensor is gebaseerd op "een aantal afstembare kwantumcascadelasers, geïntegreerde bundelcombineerorgaan, infrarode, optische vezels, en een sensorelement dat dient mid-infrarood spectroscopie en imaging", legt Prof. Mizaikoff.

Prototype van de artrose-scanner is al overtuigd
Volgens de onderzoekers is de integratie van alle benodigde componenten in een zeer compact formaat, dat daadwerkelijk gebruik tijdens arthroscopische chirurgie mogelijk maakt, een bijzondere uitdaging. Een geminiaturiseerd prototype was echter al in de aanloop naar het project overtuigd. In meniscusmonsters zijn bijvoorbeeld pathologische veranderingen evenals atherosclerotische afzettingen aan de binnenkant van het bloedvat met succes gedetecteerd en geclassificeerd. "In de loop van een gezamenlijke spiegeling moet MIRACLE eenvoudig zijn voor de chirurg en nauwkeurige resultaten opleveren. Daarom moet de sensor zo snel mogelijk op de markt worden gebracht", zegt de Universiteit van Ulm. Met de hulp van de artrose-scanner hopen de wetenschappers ook op een beter begrip van de ontwikkeling en ontwikkeling van de ziekte. (Fp)