Patiënten bij wie schade aan een of meerdere hartkleppen wordt vastgesteld moeten vaak een of meerdere operaties ondergaan om deze te vervangen. Die nieuwe hartkleppen worden gemaakt van dierlijk weefsel en hebben een levensduur van 10 tot 15 jaar voordat ze weer vervangen moeten worden. Amerikaanse onderzoekers hebben een 3D-geprinte hartklep gemaakt van bioresorbeerbare materialen die weefselregeneratie bevorderen.
Feitelijk betekent deze uitvinding dat het 3D-geprinte implantaat van bioresorbeerbare materialen ervoor zorgt dat de lichaamseigen hartkleppen worden geregenereerd. Dit betekent dat de patiënt in de toekomst waarschijnlijk geen extra operaties meer nodig heeft.
Resorbeerbaar materiaal
Hoewel er al 3D-geprinte hartkleppen bestaan en er al eerder bioresorbeerbare materialen zijn gebruikt voor implantaten, is dit de eerste keer dat de twee technologieën zijn gecombineerd tot één implantaat met een resorbeerbaar materiaal dat ook een zogenoemd vormgeheugen heeft.
Door dit vormgeheugen kan de hartklep gevouwen worden en via een katheter worden ingebracht in plaats van via een openhartoperatie. Nadat de klep is geïmplanteerd ontvouwt hij zich tot zijn oorspronkelijke vorm. Het materiaal geeft dan een signaal aan het lichaam om zelf nieuw weefsel aan te maken ter vervanging van het implantaat. Het Dat wordt binnen een paar maanden volledig geabsorbeerd.
Kindergeneeskunde
Zeker voor jonge patiënten, die nog in de groei zijn, kan dit een zeer welkome oplossing betekenen. “In de kindergeneeskunde is een van de grootste uitdagingen dat kinderen groeien en dat hun hartkleppen in de loop van de tijd van grootte veranderen. Hierdoor moeten kinderen meerdere operaties ondergaan om hun kleppen te repareren terwijl ze groeien. Met deze nieuwe technologie kan de patiënt mogelijk nieuw hartklepweefsel kweken en hoeft hij zich in de toekomst geen zorgen meer te maken over meerdere operaties in de toekomst”, aldus Professor Scott Hollister van de Wallace H. Coulter afdeling Biomedical Engineering (BME) van Georgia Tech en Emory.
De onderzoekers testen momenteel de fysieke duurzaamheid van de hartklep met zowel computermodellen als onderzoeken in de praktijk. Daarvoor is in een lab een simulatieopstelling voor het hart gemaakt waarmee de fysiologische condities van een echt hart wordt nagebootst, inclusief de druk- en stromingscondities van het hart van een individuele patiënt. Met een andere machine wordt de mechanische duurzaamheid van de klep getest door deze in korte tijd miljoenen hartcycli te laten doorstaan.
Grote uitdagingen
Volgens de onderzoekers is het een enorme uitdaging om een materiaal te maken dat de rigoureuze functie van een hartklep kan uitvoeren en tegelijkertijd nieuw weefsel kan stimuleren om zich te ontwikkelen en het over te nemen. De onderzoekers hopen dat hun technologie een revolutie teweeg kan brengen in de behandeling van hartkleppatiënten en dat het een nieuw tijdperk van meer weefselmanipulatie-apparaten zal inluiden.
“De hoop is dat we beginnen met de pediatrische patiënten die baat kunnen hebben bij deze technologie wanneer er geen andere behandeling voor hen beschikbaar is. Dan hopen we na verloop van tijd te laten zien dat er geen reden is waarom alle kleppen niet op deze manier gemaakt zouden kunnen worden”, aldus de onderzoekers.
