ENGINEERINGNET.BE - Bij alle eerdere dierstudies, raakten de ontwikkelde kleppen uiteindelijk misvormd. Ze krompen vooral, waardoor de drie klepblaadjes te kort werden en dus teveel bloed doorlieten. Het geheime wapen van de nieuwe klepblaadjes, is hun ‘buikje’.
Onderzoekers van de Nederlandse TU Eindhoven ontwikkelden een betrouwbaar wiskundig model waarmee ze kunnen voorspellen hoe een klepje zich zal ontwikkelen. De resultaten werden samen met Universität Zürich en Charité Universitätsmedizin Berlin behaald en werden opgenomen in het journal Science Translational Medicine.
De krachten die de cellen in de klepblaadjes ondergaan, spelen daarin een belangrijke sturende rol. Is deze belasting niet goed, dan krimpt het weefsel te sterk. Bepalend is enerzijds de pulserende kracht die het bloed uitoefent op de klepblaadjes, en anderzijds de vorm van de klep, die bepaalt hoe de blaadjes de krachten intern opvangen.
De onderzoekers berekenden dat, om de juiste vorm te houden, de klepblaadjes een bolling nodig hadden, een belly curvature. Met een nieuwe techniek om deze vorm te verkrijgen zijn de hartkleppen in het laboratorium gekweekt.
Bij de proefschapen in Berlijn veranderde de vorm wel iets, maar precies zoveel als het model had voorspeld. Bovendien was de vorm en functie van de kleppen na een half jaar stabiel, wat ook was voorspeld. Bij negen van de tien schapen was de bloedterugstroom door de klep na een jaar nog steeds gelijk aan die van goed functionerende ‘normale’ kleppen.
De gehanteerde kweekmethode begint bij een kunstmatig materiaal, in de vorm van een hartklep, waarin de onderzoekers cellen laten groeien(dit allemaal nog buiten het lichaam). Binnen twee maanden hebben die cellen hun eigen draagstructuur gemaakt, de zogenaamde extra-cellulaire matrix, en is het kunstmatige materiaal geheel opgelost.
Vervolgens worden de cellen uit die matrix gehaald, en daarmee is er een volledig biologische basis voor een hartklep klaar, die een jaar op de plank kan blijven liggen. Artsen kunnen die celloze klep vervolgens inbrengen bij een patiënt, met een minimaal-invasieve ingreep via de lies.
De ingebrachte klep functioneert meteen volwaardig. En hij begint direct cellen aan te trekken uit de bloedbaan, waardoor er langzaam weer een levende, volledig biologische klep ontstaat.
Ondanks de doorbraak verwacht Frank Baaijens (hoogleraar in Eindhoven) dat het nog wel een aantal jaren duurt voordat de techniek bij mensen beproefd gaat worden. Eerst gaan de onderzoekers hun werk herhalen, maar dan met een grotere serie experimenten, zodat de resultaten betrouwbaarder zijn.
Daarnaast is in Zwitserland een groot klinisch vervolgonderzoek begonnen, waarbij mensen een bloedvat krijgen op basis van dezelfde techniek. Als de resultaten van beide onderzoeken goed zijn, kunnen daarna de eerste proeven met mensen gedaan worden.
Op de foto: de Eindhovense onderzoekers Sandra Loerakker, Frank Baaijens en Bart Sanders met de door hun ontwikkelde hartklep.
