Op maat gemaakte hartkleppen die groeien en regenereren

Moderne medische technologie maakt effectievere hartbehandelingen mogelijk

Regeneratieve geneeskunde houdt zich bezig met het produceren van levend weefsel of organen in het laboratorium op basis van menselijke cellen. Onderzoekers van de Universiteit van Zürich (UZH), de Technische Universiteit Eindhoven en de Charité Berlin ontwikkelen momenteel op maat gemaakte oplossingen voor hartchirurgie. De wetenschappers concentreren zich op individuele prothesen die groeien en regenereren. Onlangs hebben de medische wetenschappers een belangrijke doorbraak gemaakt in modelexperimenten met schapen.

Een centraal element van dit onderzoeksgebied is de zogenaamde "tissue engineering", waarbij "reserveonderdelen" in de reageerbuis worden gekweekt. In de toekomst zullen defecte cellen en weefsels in het menselijk lichaam ook worden vervangen door deze gecultiveerde delen en zal de normale functie worden hersteld. De levende implantaten hebben aanzienlijke voordelen ten opzichte van hun kunstmatige voorgangers. Ze veroorzaken geen afweerreactie in het lichaam. Bovendien groeien en regenereren ze. De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift "Science Translational Medicine".

Bij levende implantaten, die individueel zijn aangepast aan de drager, moeten hartklepgebreken snel worden gecorrigeerd. (Afbeelding: psdesign1 / fotolia.com)

Nieuwe mijlpaal in regeneratieve geneeskunde

Een internationaal consortium onder leiding van UZH-professor Simon P. Hoerstrup heeft nu een nieuwe mijlpaal bereikt in de regeneratieve geneeskunde. In computersimulaties zijn onderzoekers erin geslaagd te voorspellen hoe goed zelfgekweekte hartkleppen werken, groeien en regenereren bij schapen. "Dankzij de simulaties kunnen we het ontwerp en de samenstelling van regeneratieve hartkleppen optimaliseren en op maat gemaakte implantaten voor therapie ontwikkelen," meldt Hoerstrup van het Institute for Regenerative Medicine in een UZH-persbericht.

Klinische toepassing is aanstaande

Deze simulaties zijn een belangrijke en onmisbare stap op weg naar klinische toepassing.Volgens de onderzoekers voorspellen computersimulaties veranderingen in de structuur van de hartklep die in het lichaam optreden tijdens het dynamische regeneratieproces. Zo kan het ontwerp van de hartklep worden aangepast. De wetenschappers benadrukken dat dit een belangrijke bijdrage levert aan de overdracht van de technologieën van regeneratieve geneeskunde van theorie naar klinische toepassing.

De prothesen van vandaag moeten regelmatig worden vervangen

Hartziekten en hartklepdefecten behoren wereldwijd tot de belangrijkste oorzaken van morbiditeit en mortaliteit. Volgens de wetenschappers zijn de kunstmatige hartkleppen van vandaag een onbevredigende oplossing, vooral bij kinderen met een aangeboren hartaandoening. Deze protheses moeten constant worden vervangen omdat ze niet met het lichaam meegroeien. De resulterende operaties verhogen het sterfterisico, wat een grote psychosociale belasting is voor jonge patiënten en hun families.

Beheers de laatste hindernissen

Ondanks veelbelovende onderzoeksresultaten en initiële klinische toepassingen, hebben onderzoekers nog wat hindernissen te overwinnen voordat de technologie een routinematige klinische procedure kan zijn. "Een van de grootste uitdagingen bij complexe implantaten zoals hartkleppen is dat elke patiënt een individueel regeneratiepotentieel heeft", legt Hoerstrup uit. Er is daarom geen algemene oplossing voor iedereen. Hij en zijn team werken al meer dan 20 jaar aan Cardiovascular Tissue Engineering..

Nieuwe studie in de startblokken

Momenteel wordt een andere studie over het onderwerp voorbereid in het Universitair Kinderziekenhuis Zürich. Voor de eerste keer worden kinderen met aangeboren hartafwijkingen behandeld met bloedvaten die zijn ontwikkeld volgens de nieuwste normen op het gebied van regeneratieve geneeskunde en robotica. (Vb)