Implantaat moet slijtage aan de knie voorkomen

, door Christine Dirkse
foto: Shutterstock

Een goed meniscusimplantaat ontwikkelen, om vervanging van de knie bij jonge mensen te voorkomen; daaraan werkt Prashant Sharma, universitair hoofddocent Biotribology van het UMCG.

Het zal je maar gebeuren: door een blessure moet al op je twintigste de meniscus uit je knie verwijderd worden. Twintig jaar later is je kniegewricht zo versleten dat een knieprothese de enige oplossing is. Dit komt helaas vaak voor bij jonge, verder volledig gezonde, actieve mensen.

Daarom werkt Prashant Sharma samen met onderzoekers en bedrijven uit het hele land aan een missie: een kunstmatig implantaat ontwikkelen dat de pijn en slijtage aan de knie vermindert of zelfs helemaal voorkomt.

Knieblessures

De meniscus is een hoefijzervormige schijf in het kniegewricht. Het werkt als een stootkussen tussen de botten van het bovenbeen en onderbeen. Dankzij gewrichtssmeer, kraakbeen en meniscus bewegen de botten soepel langs elkaar, zodat het gewricht bij beweging niet slijt. Bij beschadiging van de meniscus door een blessure moet de meniscus soms verwijderd worden.

“Zonder meniscus slijt het kraakbeen op de uiteinden van de botten sneller en moet de verder gezonde knie al op jonge leeftijd vervangen worden door een prothese”, zegt Sharma. Een goed meniscusimplantaat kan dit voorkomen. Daarmee blijven mensen mobieler en bespaart de gezondheidszorg veel geld.

Meer dan pijnbestrijding

Het is niet de eerste keer dat een meniscusimplantaat wordt ontwikkeld. In Amerika werken artsen al met een implantaat: Active Implant. Dit implantaat heeft niet de vorm van de meniscus, maar is een platte schijf.

“Deze schijf blijkt wel effectief voor pijnbestrijding, maar er is geen bewijs dat het ook helpt tegen kraakbeenslijtage”, zegt Sharma. “Omdat het bij de meniscus gaat om jonge mensen, willen we graag een implantaat ontwikkelen dat ook op de lange termijn de knie goed houdt, zodat deze mensen oud kunnen worden met hun eigen kniegewricht.”

De juiste vorm

“‘Een meniscusimplantaat moet de juiste vorm hebben, goed op zijn plek blijven in het gewricht en van het juiste materiaal zijn gemaakt”, legt Sharma uit. “De hoefijzervorm van de meniscus is belangrijk voor de functie. Maar ieder gewricht is anders, dus zou ieder implantaat op maat gemaakt moeten worden. Dat is helaas veel te duur.”

Daarom is uitgebreid onderzoek gedaan naar de precieze bouw van het gewricht en de meniscus. “Uiteindelijk is het implantaat in drie maten ontwikkeld. Als het goed is zijn die drie maten genoeg om iedereen een passend implantaat te kunnen geven.” Ook voor het op de plaats houden van de meniscus zijn oplossingen gevonden.

Het juiste materiaal

Voor het implantaat wordt het materiaal Bionate gebruikt. “Dit materiaal is al meer gebruikt voor medische oplossingen. Het voordeel is dat het bij lichaamstemperatuur dezelfde elasticiteit heeft als een echte meniscus.”

Sharma en zijn onderzoeksgroep richten zich op de oppervlakeigenschappen van Bionate. “Voor de werking van de meniscus is het van belang dat bepaalde moleculen uit de gewrichtssmeer blijven plakken op de meniscus, zodat ook bij hoge druk een smeerlaagje tussen de botten en de gewrichtssmeer zit. Anders krijg je alsnog slijtage van de knie.”

Bij de laboratoriumtesten vonden de onderzoekers geen slijtage van de knie. “We hebben echter alleen kortdurend getest. Dat is geen garantie voor de lange termijn. Slijtage moeten we voorkomen, omdat het bij een meniscusimplantaat vaak juist gaat om jonge, actieve mensen, zoals sporters en militairen. Het zou mooi zijn als ze met implantaat gewoon kunnen blijven doen wat ze altijd doen.”

Toekomst

De ontwikkeling van het nieuwe implantaat gaat snel, maar toch kan het nog even duren voordat hij echt bruikbaar is, weet Sharma. “Als we zover zijn dat we hem kunnen gaan produceren, moet het implantaat eerst getest worden. Pas als we toestemming voor is en aan alle voorwaarden is voldaan, kunnen patiënten zo’n implantaat krijgen. Dat duurt nog zeker vijf tot tien jaar.”

Op zoek naar het juiste materiaal
In het voorjaar van 2016 promoveerde Sarah Ehsani Majd aan het UMCG op haar bijdrage aan het onderzoek naar de meniscusimplantaat.

“In gewrichtssmeer in het kniegewricht zitten allerlei moleculen. Ik onderzocht de invloed van een paar van deze moleculen op een echte meniscus en op de meniscusimplantaat.”

Dat onderzoek deed ze op nanoschaal en op macroschaal. “Op nanoschaal onderzocht ik welke moleculen goed op de oppervlakte van het implantaat zouden blijven plakken en daarmee slijtage van het bot kon voorkomen.”

Bij het testen op macroniveau gebruikte Majd een echte meniscus uit stieren en een verschillende varianten van het meniscusimplantaat. “We wilden weten hoe goed de implantaten bestand zijn tegen druk en wrijving.”

Daarom lieten ze in het laboratorium steeds een bepaalde kracht op de meniscus en het implantaat komen, net zoals dat in een echte knie gebeurt.

“Bij hoge druk was er weinig verschil te zien tussen de implantaten en een echte meniscus. Maar zodra we lage druk uitoefenden, bleek er veel meer wrijving te zijn dan bij de echte meniscus. Het implantaat zou daardoor op lange termijn wel slijtage van het kraakbeen kunnen veroorzaken.”

Sharma heeft een verklaring voor dit effect: “Bij grote druk duwen de botstukken het gewrichtssmeer uit het kraakbeen en de meniscus. Dat werkt als een smeermiddel. Bij lage druk worden deze ‘sponzen’ niet uitgedrukt en is er dus geen smeermiddel tussen de botuiteinden en de meniscus. Daardoor is er veel wrijving. We moeten dus zorgen dat het implantaat het vocht aan zich bindt zodat het gemakkelijk langs het kraakbeen makkelijk glijdt, óf we moeten het implantaat hobbelig maken, zodat het vocht implantaat makkelijk kan smeren. Het is één van de problemen die nog opgelost moeten worden voordat het implantaat daadwerkelijk op de markt kan komen.”

Pagina delen Sluiten
 (optioneel)
Wat betekent dit?

Dit is een controle om vast te stellen dat u een menselijke bezoeker van deze pagina bent en geen zoekrobot.