Je leest:

DNA-laag op implantaten verkleint kans op afstoting

DNA-laag op implantaten verkleint kans op afstoting

Auteur: | 22 maart 2007

Een beschermend DNA-laagje op lichaamsimplantaten zorgt voor betere hechting, sneller herstel van het omringend weefsel en minder afweerreacties. Dat blijkt uit onderzoek van dr. Jeroen van den Beucken, die vorige week aan de Radbouw Universiteit Nijmegen promoveerde. De ‘DNA-coating’ is inmiddels gepatenteerd en wordt wellicht gecommercialiseerd door een biomedisch bedrijf.

De toepassing van implantaten is booming business. Door de vergrijzende bevolking is er steeds meer behoefte aan vervangende tanden, knieën, heupen en andere menselijke ‘onderdelen’. Maar het plaatsen van implantaten gaat niet altijd van een leien dakje. Ontstekingen en andere afweerreacties vereisen vaak medicijngebruik en nopen soms zelfs tot het herhalen van de ingreep.

Veel toegepaste protheses. Van links naar rechts: knie, enkel, heup, schouder.

Om de plaatsing van een implantaat te vergemakkelijken wordt het vaak van een biocompatibele coating voorzien, die afweerreacties moet voorkomen. Van den Beucken redeneerde dat een DNA-omhulsel in dit opzicht veel voordelen heeft. Zo’n coating benadert lichaamseigen materiaal, waardoor een minder heftige afweerreactie zou moeten optreden. Verder is DNA rijk aan fosfaatgroepen, die de aanhechting van botweefsel kunnen versnellen. Tenslotte kan DNA worden verrijkt (gefunctionaliseerd) met biologisch-actieve factoren, die bijvoorbeeld botvorming bevorderen.

Laag voor laag

Een lastig probleem is dat een DNA-coating in het lichaam snel door enzymen wordt afgebroken. Van den Beucken moest daarom een methode vinden om DNA stevig vast te zetten op het implantaatoppervlak, onbereikbaar voor enzymen. Hij paste daarvoor een layer-by-layer depositietechniek toe. De resulterende meerlaagse coating testte hij vervolgens via celkweek- en dierexperimenten op veiligheid, afweerreactie, botaanhechting en functionalisatie.

Layer-by-Layer depositietechniek Met deze techniek zijn DNA-laagjes op te bouwen en vast te zetten. De laagjes zijn extreem dun; hun dikte ligt op nanometerschaal. De eerste laag DNA hecht aan het oppervlak door absorptie. De daaropvolgende lagen blijven hangen door elektrostatische interactie. Dit maakt de opbouw van meerdere lagen met tegengestelde ladingen mogelijk. Beeld: Radboud Universiteit Klik op de afbeelding voor een grotere versie

De DNA-coatings bleken inderdaad veilig te zijn, een verlagend effect te hebben op afweerreacties en de afzetting van calciumfosfaat te versnellen. Bovendien bleken ze aangepast te kunnen worden om bijvoorbeeld botvorming en bloedvatvorming te bevorderen. De goede onderzoeksresultaten resulteerden in een patent op het aanbrengen van de DNA-coatings op implantaten. Momenteel onderzoekt een biomedisch bedrijf of zij het patent kunnen overnemen.

Meer mogelijkheden

Na dit succesvolle resultaat gaat Van den Beucken op zoek naar andere toepassingen van DNA-lagen. Te denken valt aan het aanbrengen DNA-vliesjes ter voorkoming van post-operatieve verklevingen, en het gebruik als coating voor biosensoren (zoals bijvoorbeeld een geïmplanteerde glucose-sensor voor diabetici).

De hechting van fosfaatgroepen aan DNA-gecoat titanium (foto) is beter dan op ongecoat titanium. Beeld: Radboud Universiteit

Zie ook:

Het hier beschreven onderzoek werd uitgevoerd bij de Radboud Universiteit

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 maart 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.