Wetenschappelijk onderzoek zorgt voor doorbraak in traumachirurgie
In de zomer van 2020 werd in het Maastricht UMC+ een succesvolle operatie uitgevoerd met een methode die mede ontwikkeld is aan de universiteit Maastricht. Een methode die een onderbeenamputatie bij een patiënt kon voorkomen en die ervoor zorgde dat de patiënt zijn been na jarenlange problemen en pijn door een botbreuk, zes maanden later weer kan belasten. De operatie kwam voort uit een succesvolle samenwerking tussen Martijn van Griensven, hoogleraar Regeneratieve Geneeskunde aan de faculteit Health, Medicine and Life Sciences van Maastricht University en Maastricht UMC+ hoogleraar Traumachirurgie Martijn Poeze.
Botmateriaal nagemaakt
Van Griensven: “Vergelijk het met de afstand tussen Katwijk en Engeland. Je weet dat er aan de overkant van dat water nog land ligt, maar je ziet het niet. Zo is het bij zo’n grote botbreuk ook; het lijkt een onmogelijke taak de afstand te overbruggen. We zijn ons gaan afvragen: is er iets dat wij in het lab kunnen maken, buiten het lichaam dus, dat we vervolgens in het gat kunnen plaatsen waardoor we de breuk kunnen laten helen en de patiënt het bot weer kan belasten?” Botten bestaan voor een groot deel uit kalk. Ze zijn niet massief; er zitten heel kleine gaatjes in. In die gaatjes ‘wonen’ als het ware de botcellen. “Zie het als de grotten die je vindt in bepaalde streken in Spanje. Holen in de bergen waarin mensen grotwoningen hebben gemaakt. Zo kun je een bot met botcellen in ons lichaam zien.” Precies zo’n materiaal maken, van kalk, met gaatjes daarin: dat werd het doel. “Het lukte”, vertelt Van Griensven. “We hebben een oplosbaar plastic gemaakt met holtes en dat met kalk overtrokken, heel vergelijkbaar met onze botten.”
De centrifuge en de 3D-printer
Er was nagemaakt botmateriaal, er was de kennis over stam- en botcellen, en er was de patiënt met de grote botbreuk. Hoe breng je die aspecten dan succesvol samen? De sleutelwoorden bleken een centrifuge en een 3D-printer. “De vraag was ‘kunnen we de stamcellen die we nodig hebben om nieuw bot te maken uit het beenmerg halen en vervolgens in het nagemaakte bot plaatsen’. We hadden geleerd dat als je beenmerg op hoge snelheid in een centrifuge laat draaien, je daar dan grote hoeveelheden stamcellen uit kunt halen. Zo startte de operatie. In de OK namen we beenmerg af van de patiënt. Dat beenmerg stopten we dertig minuten in een centrifuge. Dat leverde ons stamcellen op. Die stamcellen plaatsten we in het nagemaakte botmateriaal. Dat stuk bot hebben we laten maken door een 3D-printer in Singapore. Daar kan zo’n proces plaatsvinden met een zeer schone printer, wat natuurlijk cruciaal is voor zo’n operatie als deze. Je wilt de kans op infecties zo klein mogelijk houden. Het stuk bot maakten we na van het stuk bot in het andere been van de patiënt, dat nog wel in tact is. Het is als bouwen met Lego: elk randje, elk stukje moet passend worden gemaakt.”
Martijn van Griensven
Operatie geslaagd?
Nadat het nagemaakte stuk bot in het gat was geplaatst, en de stamcellen in de gaatjes waren gespoten, was de operatie afgerond. En toen begon het wachten. “Wat je hoopt, is dat de cellen zich goed genoeg voelen om zelf nieuw bot te gaan maken. Het nagemaakte bot is afbreekbaar. In de komende twee tot drie jaar moeten de cellen nieuw bot gaan maken en zal het nagemaakte stukje bot verdwijnen.”
Na zes weken kwam de eerste röntgenfoto, en daarmee het verlossende beeld. Er waren stipjes te zien: de cellen waren begonnen met het maken van nieuw bot. Onlangs, zo’n vijf maanden na de operatie, was te zien dat ongeveer de helft al nieuw bot is geworden. ‘Door het dolle heen’, beschrijft Van Griensven zijn gevoel bij het zien van die eerste foto’s. “We hebben als het ware een loopbrug gebouwd naar Engeland, en de overtocht voor de cellen mogelijk gemaakt. Ongelooflijk dat het gelukt is, en dat we hiermee een persoon zijn leven zoals dat was voor zijn ongeluk hebben teruggegeven. We hebben een brug geslagen tussen fundamenteel onderzoek en de patiënt in de kliniek. Dat is waarvoor we ons werk doen.” Daar sluit traumachirurg Poeze zich volledig bij aan: “Zonder uitvoerig wetenschappelijk onderzoek zijn dit soort technieken en innovaties onmogelijk. Dat maakt het werk in een universitair medisch centrum ook uniek. We kunnen mensen zo het fysieke en mentale leed van een amputatie besparen dan is dat natuurlijk heel veel waard en een veel beter toekomstperspectief bieden. Dat alles dankzij de wetenschap. Dat is fantastisch!”
Tweede patiënt
De samenwerking tussen de universiteit en de kliniek wordt doorgezet: na deze eerste succesvolle operatie in Nederland, wordt deze methode in 2021 bij een tweede patiënt toegepast. Ook is Van Griensven wekelijks aanwezig bij besprekingen van het team chirurgen in de kliniek. Zo weten onderzoek en kliniek elkaar te vinden, en kunnen ze inspelen op elkaars problemen en oplossingen.
Traumachirurg Martijn Poeze voegt op de operatiekamer stamcellen toe aan 3D geprint implantaat