17.110 – De rol van gedecellulariseerd humaan allogeen kraakbeen ter vervaardiging van tissue engineered kraakbeenconstructen voor neus en oorreconstructie na brandwonden
Gestart in 2017
Paul van Zuijlen – Rode Kruis Ziekenhuis Beverwijk en VUMC
Achtergrond
Na ernstige verbranding van het gelaat kan ook essentieel kraakbeen verloren gaan dat onmisbaar is voor reconstructie. Huidige reconstructie methoden zoals het gebruiken van ribkraakbeen zijn gelimiteerd door inadequate kwaliteit, vorm en functie. Tissue engineering kan, in combinatie met 3D (bio)printen, wellicht een betere uitkomst bieden om persoonlijk kraakbeen in exact de juiste vorm te creëren. Eerder onderzoek van onze onderzoeksgroep richtte zich voornamelijk op het maken van kraakbeen en het creëren van een goede 3D geprinte omgeving voor de cellen. Onze groep heeft verschillende kraakbeencellen geïsoleerd en deze gecombineerd met verschillende typen steigers. Ondanks veelbelovende resultaten, lijkt een 3D geprint oor/neus in de kliniek nog toekomstmuziek. Een belangrijk probleem bij ontwikkelen van kraakbeen in het lab is het verkrijgen van de juiste mechanische stevigheid. Dusver heeft nog geen steiger precies de stevigheid van natuurlijk kraakbeen kunnen nabootsen. Het gebruiken van donorkraakbeen als steiger zou een mogelijke uitkomt kunnen bieden, aangezien dit alle noodzakelijke eigenschappen bevat. Het doel van onze studie is om “leeg” donorkraakbeen zonder cellen te gebruiken als steiger, zodat dit kan functioneren als implantaat om cellen van de patiënt aan toe te voegen voor aangezichtsreconstructie.
Doelstelling(en)
Ons ultieme doel is om kraakbeenimplantaten te maken van donorkraakbeen zonder cellen en deze te bezaaien met cellen van de patiënt. In het aankomend jaar willen we technieken voor decellularisatie en recellularisatie optimaliseren en een start maken aan het 3D bioprinten van kraakbeen zonder cellen.
Onderzoeksvra(a)g(en)
– Wat is de structuur en functie van kraakbeen zonder cellen (gedecellulariseerd) ten opzichte van normaal elastisch kraakbeen?
– Wat zijn de kenmerken van gedecellulariseerd kraakbeen?
– Wat zijn de verschillen tussen gedecellulariseerd kraakbeen en normaal kraakbeen?
– Wat is de beste manier om cellen van een donor te implanteren in gedecellulariseerd kraakbeen?
– Wat zijn de kenmerken van gerecellulariseerd kraakbeen?
– Is het mogelijk om gedecelullariseerd kraakbeen te 3D printen?
– Hoe kunnen we de gedecellulariseerde kraakbeenimplantaten gebruiken in de kliniek voor reconstructie van brandwonden?
Methoden
Er wordt gebruik gemaakt van tissue engineering, ofwel het regeneren van nieuwe lichaamsdelen met cellen. We zullen gebruik maken van een techniek waarbij cellen verwijderd worden uit menselijk kraakbeen. In het lab zullen we kraakbeencellen van de ene donor toevoegen aan het “lege” (gedecellulariseerde) kraakbeen van een andere donor. Hiermee kunnen we bepalen of kraakbeen zonder cellen geschikt is om als implantaat te gebruiken voor kraakbeen tissue engineering. We zullen het kraakbeen analyseren door het te bestuderen onder de microscoop en door mechanische testen uit te voeren. Indien de tijd dit toelaat, zullen we het kraakbeen zonder cellen verpulveren en samen met kraakbeencellen als “levend” oor 3D bioprinten.
Verwachte resultaten
Ons doel is om elastische kraakbeen sheets en/of hele oren te maken van donorkraakbeen. Het kraakbeen zelf is de meest ideale structuur voor de cellen van de patient. Daarvoor moet eerst de andere kraakbeencellen van de donor verwijderd worden. We verwachten dat dat met deze techniek goed mogelijk moet zijn. We hopen en verwachten dat we dan uiteindelijk dankzij deze techniek 3D geprinte “levende” kraakbeenmallen kunnen maken voor het maken van oren en neuzen te gebruiken voor reconstructie na een ernstige aangezichtsverbranding.