Gewrichtsslijtage is een onvermijdelijk probleem in een vergrijzende samenleving. Denk bijvoorbeeld aan degeneratie van het heupgewricht en de rug, of kraakbeenschade in de knieën. Het plaatsen van een vervangend implantaat kan voor patiënten een oplossing zijn, maar dergelijke middelen hebben een beperkte houdbaarheid. Uiteindelijk kan een versleten implantaat ook nog eens grotere botdefecten veroorzaken, waardoor een ingrijpende her-operatie vereist is. De groei van nieuwe lichaamseigen botcellen op de plaats van de slijtage zou de ideale remedie zijn. Wetenschappers zijn inmiddels hard op weg om die behandeling mogelijk te maken, door gebruik van 3-D geprinte implantaten.

3-D print
Klassieke implantaten worden gemaakt van titanium of kunststof en zijn gericht op het stabiliseren van het gewricht. Er zijn daarin weinig variaties beschikbaar, zodat nagenoeg iedere patiënt dezelfde behandeling krijgt. ‘Slimme’ implantaten zijn eveneens gemaakt van titanium, maar hebben desondanks bijzondere eigenschappen waardoor groei en aanhechting van botcellen wordt gestimuleerd. Zo is het met de ontwikkeling van 3-D printing mogelijk om voor iedere individuele patiënt een uniek implantaat te maken op basis van bijvoorbeeld een MRI- of CT-scan. “Iedere patiënt is anders en heeft specifieke behoeften”, zegt hoofdonderzoeker dr. Chris Arts en expert op het gebied van toegepaste biomaterialen. “Leeftijd, gewicht, botdichtheid en individuele herstelcapaciteit: allemaal factoren die invloed hebben op het gewricht en de vereiste behandeling.”

Klinische toepassing
De 3-D geprinte implantaten hebben een soort van web-structuur, met tussenliggende ruimtes. Tot op microscopisch detail wordt een uniek raamwerk gecreëerd waar botcellen optimaal kunnen aanhechten en groeien. De implantaten kunnen tevens voorzien worden van een antibacteriële coating, zodat infecties in het gewricht worden voorkomen. Daarnaast wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie biologisch afbreekbare implantaten, waardoor ze compleet worden vervangen door lichaamseigen cellen. Dat heeft tal van voordelen zegt Arts: “de revalidatie van de patiënt zal veel voorspoediger verlopen, de kans op infecties is kleiner en effect van implantaatslijtage is minimaal.” Prof. dr. Lodewijk van Rhijn, hoofd van de afdeling Orthopedie in het Maastricht UMC+ vult aan: “Dit project laat op innovatieve wijze zien hoe we fundamentele kennis over biomaterialen en celgroei kunnen omzetten in klinische toepassingen voor de patiënt.” De onderzoekers hopen over vier jaar de eerste klinische resultaten van de implantaten te kunnen presenteren.

Partners
Het project is getiteld PRosPERoS (PRinting PERsonalized orthopaedic implantS) en sluit nauw aan binnen de overeenkomst die de provincies Vlaams-Brabant en Nederlands Limburg hebben gesloten om de ontwikkelingen rondom regeneratieve geneeskunde in de regio te versterken. Naast het Maastricht UMC+ en de Universiteit Maastricht participeren nog vier academische instellingen (KU Leuven, UMC Utrecht, Delft University of Technology en Uniklinik RWTH Aachen) en ook het MKB is met zeven partners (3D Systems, Medanex Clinic BVBA, 2Move Implants BV, Xilloc Medical BV, 4WEB EU. B.V , PCOTech, Antleron BVBA) goed vertegenwoordigd. Het project levert directe en indirecte werkgelegenheid op bij de betrokken bedrijven en kennisinstellingen. Alleen al in de Euregio Vlaanderen-Nederland zorgt PRosPERoS voor minstens 20 nieuwe banen