色中色

Voor elke presentatie die ze geeft pikt PhD-kandidaat Janne Spierings een recent voorbeeld uit de topsporters-met-kruisbandblessure-lijst.

鈥淒e laatste keer was dat Bayern M眉nchen sleutelspeler Alphonso Davies. De Canadese profvoetballer keerde dit voorjaar geblesseerd terug van een interland met het nationale team. Gescheurde kruisband in zijn rechterknie, en minimaal een halfjaar uitgeschakeld. Hij vierde de landstitel van Bayern op krukken.鈥�

We krijgen een kort lesje anatomie. De voorste kruisband (VKB) ligt midden in het kniegewricht en zorgt voor stabiliteit van de knie.

Daarbij voorkomt deze kruisband dat het onderbeen te veel kan draaien ten opzichte van het bovenbeen. Vooral tijdens draaibewegingen of plotselinge richtingsveranderingen speelt de voorste kruisband dus een belangrijke, stabiliserende rol.

Krak of plop

En dat is meteen waarom we zoveel (prof)voetballers, hockeyers en handballers zien met blessures aan deze pees, legt Spierings uit.

鈥淒oor snelle draai- en kapbewegingen ontstaat er veel kracht op het kniegewricht en als die krachten te groot worden kan er een kruisband doorscheuren.鈥� Dat gaat razendsnel, benadrukt ze. 鈥淚n zo鈥檔 45 milliseconden is het krak of plop en pijn.鈥�

Omdat pezen en banden een beperkte doorbloeding hebben 鈥� met minder aanvoer van bouwstoffen en afvoer van afvalstoffen 鈥� duurt het herstel vaak lang. Bij een VKB-blessure wordt er vaak gekozen om de kruisband operatief te vervangen door een nieuwe pees. Die is meestal afkomstig uit de hamstring of patellapees van de pati毛nt zelf. Daarna moet deze pees zich aanpassen aan zijn rol als nieuwe kruisband door te remodelleren. Een langdurig proces, waarbij het ook nog maar de vraag is of de knie weer volledig te belasten is.

Want er zijn helaas veel complicaties rondom voorste kruisband reconstructies, zegt Spierings.

鈥淒e kracht van het transplantaat neemt na de reconstructie flink af, waardoor de kans om opnieuw de kruisband te scheuren groter is. En we zien in bijna de helft van de pati毛nten vroegtijdige artrose ontstaan. Iets wat je vaak associeert met opa鈥檚 en oma鈥檚, maar hier gaat het meestal om hele jonge mensen.鈥�

Bewegingssimulaties

Met een 鈥榚envoudig鈥� computermodel probeerde Spiering de oorzaak van deze vroegtijdige artrose te achterhalen.

鈥淲e wilden puur de mechanische eigenschappen van het transplantaat bestuderen, wat gebeurt er als de kracht hiervan achteruitgaat? Twee bewegingen die geassocieerd zijn met de voorste kruisband worden dan groter, en daarmee de bewegingsvrijheid van de gehele knie.鈥�

In simulaties zag Spierings dat dit consequenties heeft voor de contactdruk op het onderliggende kraakbeen. De schade die hierdoor ontstaat, kan mogelijk het startsein zijn voor de ontwikkeling van artrose.

En dus richtte Spierings haar aandacht op het beperken van de krachtsafname van het transplantaat. Ze ontwikkelde een protocol voor een gewassen 鈥撯�榢aal鈥� 鈥� transplantaat.

鈥淚n de nieuwe kruisband zitten allerlei cellen, die ondermeer voor stevigheid zorgen. Maar wanneer het stukje pees even buiten het lichaam komt om het 鈥榦p maat te vouwen鈥�, sterven deze cellen af. Daarbij scheiden ze signaaleiwitten uit, die een immuunreactie kunnen uitlokken. Immuuncellen breken dan als een soort pacmannetjes het weefsel af, waardoor er extra schade en krachtsverlies kan ontstaan.鈥�

Rekken en strekken

In samenwerking met het Maxima Medisch Centrum kon Spierings reststukjes kruisbandtransplantaat gebruiken om het wasprotocol te optimaliseren en de effecten hiervan te bestuderen. Daarvoor gebruikte ze ook een bioreactor, zodat ze de peesjes op een dynamische manier kon kweken.

Met succes. 鈥淲e hebben deze machine al eerder ontworpen met geweldige hulp van het Equipment and Prototype Center. Twaalf peesjes kunnen nu tegelijkertijd op kweek staan, terwijl ze voortdurend rekken en strekken. Door zo鈥檔 model zijn er voor de verbetering van voorste kruisbandtransplantaten minder dierproeven nodig. Een hele positieve ontwikkeling, die zijn weg binnen de 色中色 weet te vinden.鈥�

De gewassen transplantaten blijken een goede bodem om nieuwe cellen te laten hechten en groeien, Spierings zag in haar kweekmodel zelfs de eerste tekenen van zogenoemde celinfiltratie. Hoopvolle eerste resultaten, maar klinische toepassing is nog ver weg, waarschuwt ze. 鈥淲e zijn twee dagen aan het wassen om de transplantaten kaal te krijgen. Dat moet natuurlijk veel sneller.鈥�

Minder krukken, meer kracht

In de bioreactor kan Spierings nu ook de eerste weken na een VKB-operatie nabootsen. Ze heeft al enkele pilotexperimenten uitgevoerd om te kunnen meten welke signaalstoffen er door afstervende cellen worden uitgescheiden.

Daarmee kan onderzocht worden hoe dat postoperatieve complicaties aan zou kunnen wakkeren, en starten haar collega鈥檚 nu vooral ook een zoektocht naar een biomarker voor gepersonaliseerde revalidatie. Mephis Depay, Estavana Polmann en Alphonso Davies hebben er niets meer aan. Maar voor alle toekomstige VKB-pati毛nten hoopt Spierings uiteindelijk dat de kale transplantaten leiden tot 鈥榤inder krukken en meer kracht.鈥�