Geneeskrachtig water – die term zal bij veel wetenschappers een ongemakkelijk gevoel oproepen. Ten onrechte, want er bestaat wel degelijk een evidence based-variant. Delftse ingenieurs bedachten een manier om met waterstralen in botten te boren. AMC’er Aimée Kok onderzoekt of de methode zich leent voor behandeling van kraakbeenbeschadigingen. Healing water uit Holland, dat in elk geval één ding gemeen heeft met de flesjes uit Lourdes: het moet patiënten helpen om weer zonder pijn te lopen.
De botten van een gewricht dienen soepel te scharnieren, weet arts-onderzoeker Aimée Kok van de afdeling Orthopedie. Kraakbeen aan het uiteinde van die botten is daarbij heel belangrijk; het moet klappen en schokken opvangen. Maar in de loop der tijd wil er nogal eens een stukje kraakbeen losraken, door een trauma bijvoorbeeld of door slijtage. Het leidt tot zwelling, pijn, minder goed kunnen bewegen en, op de wat langere termijn, meer kans op (verdere) slijtage. ‘Eerst kun je het proberen met beter schoeisel of minder sporten. Als dat geen soelaas biedt, geven we injecties met hyaluronzuur om de kwaliteit van de gewrichtsvloeistof te verbeteren’, zegt Kok, ‘zodat die botten beter langs elkaar heen schuiven. Maar levert dat toch nog onvoldoende resultaat op, dan besluiten we vaak tot een atroscopie: een kijkoperatie waarbij loszittende botfragmentjes worden weggehaald. Daarna moet ook het kraakbeen goed herstellen, anders houdt de patiënt klachten.’
Helaas zorgt het lichaam niet zelf voor dat herstel. ‘Het bot wordt ter plekke hooguit harder – scleroseert, in jargon – maar wat blijft, is een onregelmatig oppervlak dat pijn geeft bij bepaalde bewegingen.’ Wat dan? De meest gebruikte methode om kraakbeenherstel te bevorderen, en ook één van de goedkoopste, werd precies dertig jaar geleden ontwikkeld door orthopeed Richard Steadman en heet beenmerg stimulatie. Daarbij wordt een aantal minuscule gaatjes in het onderliggende bot geboord. Dit vanuit de gedachte dat er dan bloed en beenmergcellen naar buiten stromen die de vorming stimuleren van een nieuw laagje kraakbeen. Bij veel patiënten werkt het, hoewel er ook mensen zijn bij wie de behandeling niet aanslaat of waarbij de resultaten om nog onbekende redenen na een paar jaar sterk teruglopen.
Optimale dimensies
Het prikken van gaatjes gebeurt met een pinnetje of een miniboortje. Dat heeft nadelen. Kok: ‘Het instrumentarium is star. Zit het kraakbeendefect bijvoorbeeld achter in de enkel, dan komen we er niet goed bij. Eigenlijk moet je dan een stukje bot aan de voorkant van het gewricht weghalen om ruimte te maken. Of de chirurg leunt te zwaar op ander bot, waardoor daar schade kan ontstaan. Ander groot nadeel: boren genereert warmte, en dat kan weer leiden tot thermische schade.’
De oplossing? Boren met water. Bio-engineers van de TU Delft bedachten de HydroChipper, een flexibel instrument dat waterstralen onder hoge druk gebruikt om met grote precisie heel kleine gaatjes te maken. Flexibel, en zonder schade door warmte. Met subsidie van technologiestichting STW gaan promovendi Steven den Dunnen (TU Delft) en Aimée Kok onder leiding van Gabriëlle Tuijthof van de TUD en Gino Kerkhoffs van het AMC de nieuwe boor de komende jaren testen en perfectioneren.
Kok concentreert zich in haar deel van het onderzoek om te beginnen op de gaatjes. ‘We gebruiken nu een (conventionele) standaardboor met een standaarddiameter die tot een standaarddiepte boort. Maar zijn dat wel de optimale dimensies? Als we kleinere maar diepere gaten maken, zou dat best kunnen resulteren in betere heling.’
We weten het gewoon niet, erkent de promovenda. Daarom start ze in februari een studie bij zestien geiten, een diersoort die qua botstructuur behoorlijk op de mens lijkt. ‘We maken een kunstmatig enkeldefect in twee van de vier geitenenkels. De ene enkel behandelen we op de normale manier (maar uiteraard wel teruggeschaald naar geitenniveau), in de andere enkel boren we kleinere en diepere gaatjes. Vervolgens gaan die geitjes 24 weken de wei in: lekker rennen, springen en de enkels belasten. Daarna bekijken we onder een microscoop hoe het kraakbeen zich heeft hersteld en wat de kwaliteit ervan is.’ Dat laatste hoopt ze daarna met micro-CT nader te kunnen bekijken. ‘We zijn nog op zoek naar een instelling die deze techniek in huis heeft. Want uiteindelijk willen we natuurlijk in vivo, dus in levende dieren, kijken naar kraakbeenherstel. De opmaat voor onderzoek in mensen.’
Niet boren, maar pulsen
Met de informatie van Kok moet collega Den Dunnen aan de slag. ‘Hij deed deze zomer al een pilot met menselijke en dierlijke botten. Vastgezet in een zelf ontworpen mal en dan maar kijken hoe nauwkeurig je kunt boren. Heel nauwkeurig, weten we nu. Maar lukt het ons ook om gecontroleerd te boren? En hoe zorg je ervoor dat de boor op de juiste diepte stopt? En dat deze niet per ongeluk doorschiet als er bijvoorbeeld precies op die plek een kleine cyste, een holte, zit? En wat doe je met het boorwater? Onder hoge druk gewoon in het lichaam spuiten is natuurlijk geen optie. We zullen dus een goed afvoersysteem moeten bedenken. Misschien is het beter om niet continu te boren maar te pulsen. Kortom: een lastige klus. ‘Pas als die klus geklaard is, begint het onderzoek waar het allemaal om begonnen is: het vergelijken van de HydroChipper met de huidige, conventionele manier van boren.’