Afgerond in 2017
Projectduur: 4 jaar
Projectleider: F. Vermolen – TU Delft
Beknopte samenvatting van de resultaten
De vorming van contractuur en hypertrofe littekens is wiskundig gemodelleerd. Wiskundige modellen zijn ontwikkeld die apoptose, differentiatie, migratie en vorming van collageen door fibroblasten en myofibroblasten meenemen onder invloed van hun omgeving. Deze omgevingsfactoren zijn een chemische stimulus en mechanische spanningen en rekken. Verder is het uitoefenen van contractie-krachten door de myofibroblasten op het omringende weefsel meegenomen. Het modelleren bestaat uit het samenstellien van partiele differentiaalvergelijkingen, construeren van numerieke methoden om de oplossing van de geldende vergelijkingen te benaderen en de resultaten ervan te interpreteren. De ontwikkeling van de numerieke procedures om de numerieke benaderingen te verkrijgen was een integraal deel van het onderzoek.
De vergelijkingen uit de modellen die we ontwikkeld hebben zijn geanalyseerd met behulp van de eindige elementenmethode. We hebben zowel een cel-gebaseerde aanpak als een volledig continuum-gebaseerde aanpak gerealiseerd. Hierin hebben we de vervorming en locale verplaatsingen in het weefsel meegenomen, alsmede de fysische eigenschappen van het weefsel en permanente verplaatsingen. Dit stelde ons in staat om permanente (blijvende) vervormingen en contracties te simuleren. Onze methoden bevatten ook stochastische principes om de onzekerheid in de data mee te kunnen nemen en te kunnen analyseren. Verder worden er statistische methoden gebruikt om conclusies te trekken over de resultaten. De meest belangrijke conclusies uit dit werk zijn de volgende: (1) om contractie en littekenvorming te reduceren is het van belang om het aantal myofibroblasten terug te brengen door een verhoogde apoptose (sterte) snelheid, en een verlaagde differentiatiesnelheid van de fibroblasten; (2) een TGF-beta antagonist kan contractie beteugelen; (3) een spalkbehandeling zou moeten begonnen direct na huidtransplantatie en moeten voortgezet zolang het TFG-beta nivo significant is; (4) een gebrek aan immuumcellen laat een tragere wondgenezing zien, maar zorgt tevens voor een minder ernstige contractie.