Bij een hartaanval krijgt een gedeelte van het hart geen zuurstof meer door dichtslibbende bloedvaten. Als gevolg daarvan sterft weefsel in dit deel van het hart af.
Dit afgestorven hartweefsel kan niet meer hersteld worden – ook niet door artsen – en is dus voorgoed verloren. Het ritme en de kracht waarmee het hart pompt raakt hierdoor verstoord, met soms een nieuwe hartaanval tot gevolg.
Het beste zou zijn om op de een of andere manier het verloren hartweefsel weer aan te laten groeien. Met bijvoorbeeld stamcellen of andere vormen van weefselkweek pogen een groot aantal onderzoekslabs dit te realiseren.
Vruchtbaar oppervlak
Wetenschappers van Brown University hebben nu hun toevlucht gezocht in nanotechnologie. Een verklaarbare keuze: de interactie van menselijke cellen vindt op de nanoschaal plaats, en de unieke eigenschappen van nanomaterialen komen juist op deze schaal tot uiting. De onderzoekers mixten een polymeer met 200 nanometer dunne koolstofnanobuisjes tot een vruchtbare bodem waar biologische cellen op kunnen groeien. Ze publiceren er deze week over in het blad Acta Biomaterialia.
De ‘nanopleister’, zoals de onderzoekers hun vondst noemen, zou in de toekomst op het afgestorven deel van het hart geplakt kunnen worden om hier weer groei van het hartweefsel te stimuleren. De nanopleister is 22 millimeter groot, 15 micrometer dik en kan op dezelfde manier uitzetten en krimpen als het hart. De koolstofnanobuisjes geleiden elektriciteit en kunnen dus de elektrische impulsen overbrengen op het hart die nodig zijn om het ritme te houden.
Werking aangetoond
Het team heeft de nanopleister getest in het lab. Ze plaatsten de pleister op een glasplaatje en brachten hartspiercellen op het oppervlak aan. Na vier uur waren vijf keer zoveel cellen gegroeid als op een nanopleister waarin géén koolstofnanobuisjes waren verwerkt. Na vijf dagen was dit gegroeid tot zes keer zoveel.
Naast hartspiercellen zag het team ook de groei van zenuwcellen en endotheelcellen, cellen die de binnenkant van bloedvaten naar en van het hart bedekken. Natuurlijk hartweefsel bestaat uit een combinatie van deze drie cellen, dus mogelijk komt het aangemaakte weefsel daarmee sterk overeen.
iBook
Speciaal voor de iPad is een interactief iBook ontwikkeld met veel extra materiaal zoals interactieve infographics, video, tijdlijnen en nog veel meer. Als je geen iPad hebt is er ook een pdf-versie.
NEMO Kennislink
Dat de nanopleister in principe werkt, is hiermee aangetoond. Maar er is nog veel werk aan de winkel. Het team probeert nu de structuur van het materiaal zo aan te passen dat de nanopleister beter afgestemd raakt op de elektrische signalen van het hart, zodat de functie hopelijk verder verbetert. Ook moet het team gaan bedenken hoe de nanopleister überhaupt bij het hart op de goede plek afgeleverd kan worden en of de vers aangegroeide hartcellen hetzelfde functioneren als normaal hartweefsel.
Eerst bij honden
Het belangrijkste is natuurlijk dat de veiligheid in orde is, voordat deze technologie bij mensen gebruikt kan worden. Het lichaam kan de pleister bijvoorbeeld niet afbreken. Maar misschien hoeft dat ook niet: het idee is dat het aangegroeide hartweefsel om de nanopleister heen groeit, aldus hoofdonderzoeker Thomas Webster in een interview met Technology Review. Webster is van plan de techniek nu eerst op huisdieren te testen, zoals honden. Op dit moment is een hartaanval vaak fataal voor honden, en een succesvolle toepassing van de nanopleister bij honden zou de invoering van deze technologie bij mensen versnellen, denkt Webster.
Bron:
- David Stout e.a., Poly(lactic–co-glycolic acid): Carbon nanofiber composites for myocardial tissue engineering applications, Acta Biomaterialia (20 mei 2011) DOI:10.1016/j.actbio.2011.04.028
Lees meer over tissue engineering – het kweken van weefsel – op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/tissue-engineering.atom", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}