De vaardigheden van chirurgen met naald en draad zijn legendarisch. maar het is niet altijd handig om in het lichaam iets aan elkaar te naaien. Wetenschappers van de École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland hebben iets nieuws uitgevonden: een chirurgische lijm waarmee je weke lichaamsdelen aan elkaar kunt hechten.
Neem bijvoorbeeld een gescheurde meniscus. Hoewel deze blessure soms vanzelf geneest, moeten de meeste mensen vaak een ingewikkelde operatie ondergaan. Daarbij naait een chirurg het kraakbeen weer aan elkaar. Met de door de Zwitserse wetenschappers ontwikkelde hydrogel, is dat in veel gevallen straks niet meer nodig.
Meniscusscheuren worden veroorzaakt door een krachtige verdraaiing van de knie. Het is een typisch letsel voor voetballers. Jaarlijks gaan in Nederland 30.000 mensen onder het mes voor meniscusproblemen. Omdat bij het hechten weefsel wordt doorgeprikt, kunnen er complicaties ontstaan en bestaat de kans op een onvolledige genezing. Ook bestaat er daardoor een verhoogde kans op artrose. Op de huid is een hechting relatief eenvoudig. Maar bij zacht weefsel is het alsof je een stuk gelatine aan elkaar moet naaien.
Met deze hydrogel kunnen wij ons richten op meer uitdagende toepassingen waarvoor geen bestaande oplossing bestaat.
Peyman Karami, EPFL Biomechanical Orthopedics lab
De hydrogels bieden daarvoor de oplossing. Deze medische kleefstoffen laten weefsel op een meer ‘natuurlijke’ manier samensmelten. Jarenlang hebben wetenschappers getracht een hydrogel te ontwikkelen die robuust is, geen toxines bevat en zich kan hechten aan het gescheurde weefsel. Onderzoekers van het EPFL Laboratorium voor Biomechanische Orthopedie (LBO) is dat dus nu gelukt.
Heilige graal
“Dit is de heilige graal van de biomedische materialen,” zegt Dominique Pioletti, universitair hoofddocent en hoofd van het LBO. “Als je een lijm kunt gebruiken in plaats van een hechting, maakt dat veel dingen een stuk eenvoudiger.” De hydrogel kan biologische cellen bevatten en is foto-uithardbaar. Bij het opbrengen is de gel nog vloeibaar. Onder invloed van licht stolt het tot een gel. Het wordt geïnjecteerd in het desbetreffende gebied. Daar vult het de ruimte op die door de scheur is ontstaan. Het gebruikt vervolgens ingekapselde cellen om ‘op natuurlijke wijze’ nieuw weefsel te vormen in het getroffen gebied. “Daarom noemen we dit ‘intrinsiek hechtende’ hydrogels,” legt Peyman Karami uit, een postdoc in het lab van Pioletti.
Aangezien de hydrogel grotendeels uit water bestaat, kunnen er geneesmiddelen in worden opgelost voordat ze in een scheur of barst worden geïnjecteerd. Deze stimuleren het genezingsproces. Dat is vooral nuttig bij zachte weefsels die niet uit zichzelf genezen. Het is ook biologisch afbreekbaar. Het kan in de loop van dagen of maanden – afhankelijk van de ernst van de wond – oplossen.
Evolutie
Karami testte de hydrogel op hart, longen, nieren en lever. “Wat interessanter is, is dat we ons met deze hydrogel kunnen richten op toepassingen waarvoor nog geen bestaande oplossing bestaat,” zegt Karami. Bepaalde scheuren in kraakbeen en oogweefsel vormen zo’n uitdaging. Hij hoopt dat artsen in ziekenhuizen de hydrogel gaan uitproberen. “Als je iets wilt ontwikkelen dat succesvol is, heb je een evolutie nodig en geen revolutie,” zegt Pioletti. “Dat betekent dat het voor de chirurg vanzelfsprekend moet zijn om het te gebruiken, ook al is het een nieuw product.”
De hydrogels zijn ontwikkeld om gemakkelijk door chirurgen te worden gebruikt bij operaties aan weke delen. Bovendien kunnen ze volgens de wetenschappers de competentiedrempel voor deze operaties verruimen voor artsen die minder bedreven zijn in deze gebieden. “Je moet een zeer bekwaam chirurg zijn voor meniscusoperaties,” legt Pioletti uit. “De hydrogel maakt het hechten in een gecompliceerde situatie overbodig. Je hebt dus die bijzondere vaardigheid niet meer nodig.”
Wachttijden
Voor patiënten zou dit kunnen betekenen dat de wachttijden voor dit soort operaties korter worden, omdat meer chirurgen de gel gaan gebruiken. De wetenschappers staan nu voor de taak te bewijzen dat hun hydrogel niet alleen sneller en gemakkelijker is, maar dat door het gebruik ervan het weefsel ook beter herstelt.
Daarvoor is meer onderzoek nodig. De volgende stap is de hydrogel te gebruiken op wonden bij dieren om te zien hoe ze genezen. Ze hebben de hydrogel al getest op de knieën van geiten. Daaruit bleek dat de lijm binnen twee dagen sterk genoeg was om de dieren vrij in de stal te laten rondlopen. Het laboratorium van Pioletti heeft onlangs een Innosuisse-beurs gekregen om mogelijke orthopedische toepassingen te bestuderen in samenwerking met chirurgen van het universitair ziekenhuis van Lausanne (CHUV). Zij hopen hun hydrogel in de komende vijf jaar op de markt te kunnen brengen.
Ook interessant: Mossellijm plakt zelfs een kloppend hart
