Onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern University hebben biomateriaal ontwikkeld dat beschadigd kraakbeen kan herstellen in de knieën van schapen. Het biedt hoop voor mensen met pijnlijke gewrichten.
Beschadigd kraakbeen in gewrichten kan leiden tot ernstige gezondheidsproblemen, zoals pijn, stijfheid en een beperkte mobiliteit. Deze problemen zijn vooral merkbaar in gewrichten zoals de knieën, waar het kraakbeen dient als een kussen dat de botten beschermt tegen wrijving en schokken. Als dit kraakbeen beschadigd raakt door letsel of slijtage, herstelt het niet vanzelf, wat uiteindelijk kan leiden tot aandoeningen zoals osteoartritis.
Het herstellen van beschadigd kraakbeen is niet gemakkelijk. Kraakbeen bevat weinig bloedvaten en geneest daardoor zeer langzaam. Traditionele behandelmethoden, zoals fysiotherapie en pijnmedicatie, bieden vaak slechts tijdelijke verlichting. Voor ernstige gevallen zijn er chirurgische ingrepen zoals gewrichtsvervangende operaties, maar die zijn zeer ingrijpend en brengen aanzienlijke risico’s en een lange revalidatie met zich mee.
Materiaal kan kraakbeen regenereren
De wetenschappers aan Northwestern hopen een oplossing te kunnen bieden. Zij ontwikkelden een bioactief materiaal dat kraakbeen kan regenereren. Het materiaal bevat bioactieve peptiden, speciale moleculen die zich hechten aan een eiwit genaamd TGFb-1. Dit eiwit is van cruciaal belang voor de groei van kraakbeen. Daarnaast bevat het een aangepaste versie van hyaluronzuur, een natuurlijke stof die in kraakbeen en gewrichtsvloeistof voorkomt. Hyaluronzuur is ook bekend als een populair ingrediënt in huidverzorgingsproducten vanwege zijn vochtvasthoudende eigenschappen.
De twee ingrediënten samen vormen een materiaal dat bestaat uit zeer kleine vezels die de structuur van kraakbeen in het lichaam nabootsen. De vezels vormen een soort van ‘steiger’ waar de lichaamscellen zich aan kunnen vasthechten. Op die manier wordt de groei van nieuw kraakbeen gestimuleerd. “Onze nieuwe therapie kan weefsel herstellen dat van nature niet regenereert. We denken dat onze behandeling kan helpen om een ernstige, onvervulde klinische behoefte aan te pakken”, zegt Samuel Stupp, hoofdauteur van de studie.
Getest op schapen
Het materiaal werd getest in de kniegewrichten van schapen met kraakbeendefecten, zo staat in de studie waarover is gepubliceerd in vakblad PNAS. De wetenschappers kozen schapen omdat die, net als mensen, kniegewrichten hebben die moeilijk genezen. “Een onderzoek bij een schaapmodel voorspelt beter hoe de behandeling bij mensen werkt”, zegt Stupp. “Bij andere, kleinere dieren vindt kraakbeenregeneratie veel gemakkelijker plaats.” De knieën van de dieren werden ingespoten met het materiaal, waarna er nieuw kraakbeen overheen groeide. Het materiaal zelf breekt na verloop van tijd af en de ruimte die het achterlaat wordt opgevuld door nieuw kraakbeenweefsel. Volgens Stupp is het nieuwe weefsel van hogere kwaliteit dan het weefsel in de controlegroep.
Betere mobiliteit dan huidige oplossingen
Stupp hoopt dat het materiaal gebruikt kan worden om patiënten te behandelen tijdens operaties. Vandaag de dag gebeurt dat vaak nog met zogenoemde microfracturen. Chirurgen maken dan kleine breuken in het bot, wat de groei van nieuw kraakbeen moet stimuleren. “Het grootste probleem met de microfractuurbenadering is dat het vaak resulteert in de vorming van vezelkraakbeen – hetzelfde kraakbeen als in onze oren – in tegenstelling tot hyalien kraakbeen, dat we nodig hebben voor functionele gewrichten”, zegt Stupp. “Door hyalien kraakbeen te regenereren, is onze benadering waarschijnlijk beter bestand tegen slijtage en wordt het probleem van slechte mobiliteit en gewrichtspijn op de lange termijn opgelost, terwijl ook de noodzaak van gewrichtsreconstructie met grote implantaten wordt vermeden.”
