Hol microbolletje helpt kraakbeenschade herstellen

Hol microbolletje, opgebouwd uit nanovezels.

Peter Ma

Kapot kraakbeen, bijvoorbeeld ontstaan door een sportblessure in de knie, is lastig te herstellen. Het is wel mogelijk om verse kraakbeencellen (chondrocyten) van de patiënt zelf, in te spuiten in het lichaam. Maar een groot probleem daarbij is dat die cellen niet zo goed zelfstandig de weg kunnen vinden naar de plek waar ze nodig zijn. Daarom ontwikkelden Amerikaanse wetenschappers ‘bezorgvoertuigjes’ voor kraakbeencellen. Die bezorgvoertuigjes bestaan uit holle microbolletjes, opgebouwd uit een heleboel nanovezels.

Losse vezels hebben een gemiddelde diameter van ongeveer 160 nanometer. Dat is te vergelijken met de diameter van collageen, een belangrijk bestanddeel van gezond kraakbeen. Omdat de nanovezels in nog meer opzichten aardig op collageen lijken, kunnen kraakbeencellen er gemakkelijk aan binden. Het eindproduct is een microbolletje gevuld met verse kraakbeencellen van de patiënt zelf. Maar kunnen microbolletjes ook helpen om het herstel van kraakbeenschade te verbeteren?

Ernstig kraakbeendefect

Om daar achter te komen testten de Amerikanen hun bezorgvoertuigjes eerst op naakte muizen. Zij injecteerden de knaagdieren onderhuids met losse kraakbeencellen of met microbolletjes gevuld met kraakbeencellen. Acht weken na de injectie bekeken zij het gevormde kraakbeen. Bij de muizen die microbolletjes kregen ingespoten, werd maar liefst twee keer zoveel nieuw kraakbeen gevormd als bij de knaagdieren die het moesten doen met losse kraakbeencellen.

Hol microbolletje met gebonden kraakbeencellen (één helemaal rechts onder en twee direct rechts van het gat).

Xiaohua Liu e.a., Nature Materials

Vervolgens stelden de Amerikanen hun microbolletjes nog verder op de proef door ze te testen op konijnen met een ernstig kraakbeendefect in de knie. Net als bij de muizen werden microbolletjes of losse kraakbeencellen geïnjecteerd en werd na acht weken gekeken naar het gevormde kraakbeen. Bij konijnen die microbolletjes met kraakbeencellen kregen ingespoten, vulde het nieuwe kraakbeen de hele wond. Bovendien was er een goede aansluiting tussen het nieuw gevormde kraakbeen en het bestaande kraakbeen. Losse kraakbeencellen konden maar een heel dun laagje nieuw kraakbeen over de wond heen leggen, en slaagden er niet in om het defect echt goed te repareren.

Twee-nul voor de microbolletjes dus. Maar de Amerikanen zijn nog niet klaar met hun onderzoek. De volgende stap is bepalen of de bolletjes ook geschikt zijn voor het herstellen van kraakbeenschade bij grotere zoogdieren en mensen. De ambitie van de wetenschappers gaat zelfs nog wat verder. Zij willen hun microbolletjes uiteindelijk kunnen vullen met elk celtype dat je maar kunt bedenken, zodat de bezorgvoertuigjes kunnen helpen bij het herstellen van allerlei verschillende soorten weefsels.

Zie ook:

• Meniscus uit PUR schuim helpt knieherstel (Kennislinkartikel)
• Polymeerschuim repareert voetbalknie (Technologiestichting STW)
• Kunstmatige schokbrekers voor de knie (UMC St Radboud)