Nieuw matje voor gat middenrif moet beter werken

Baby’s die geboren worden met congenitale hernia diafragmatica (CHD) hebben een gat in het middenrif. Dat gat wordt tijdens een operatie gedicht met ‘een matje’. Onder leiding van Willeke Daamen werkt een groep onderzoekers van het Radboudumc samen met de Universiteit Twente aan een nieuw matje, dat tot minder recidive moet leiden en ervoor moet zorgen dat de longen zich beter ontwikkelen.

Het matje dat op dit moment gebruikt wordt om het gat in het middenrif te dichten, bestaat uit synthetisch materiaal. Je kan dat zien als een soort plastic. Het matje houdt altijd dezelfde grootte, terwijl het middenrif meegroeit met het kind. “Dat zorgt dus voor een mismatch tussen het matje en het middenrif”, vertelt Willeke Daamen. “Wij denken daarom dat we een beter matje kunnen maken.”

Willeke leidt als universitair hoofddocent van het Radboudumc al bijna tien jaar het onderzoek naar het nieuwe matje. In 2015 is het onderzoek gestart, nadat samen met PlatformCHD de eerste Medische Inspirator Prijs van ZonMw (subsidieverstrekker voor onderzoek in de zorg) werd gewonnen. Die prijs werd uitgereikt aan een inspirerend initiatief, dat was ontstaan vanuit een samenwerking tussen patiënten en onderzoekers en leverde het eerste onderzoeksgeld op voor het nieuwe matje.

Voordelen voor patiënten

Het nieuwe matje dat nu wordt ontwikkeld moet een aantal belangrijke voordelen opleveren voor patiënten. “Het middenrif is een spier die helpt bij de ademhaling”, legt Willeke uit. “Bij patiënten die onderontwikkelde longen hebben, zoals bij CHD, speelt het middenrif een belangrijke rol in de ontwikkeling van de longen. We verwachten dat het middenrif door het nieuwe matje beter functioneert en zo bijdraagt aan een betere ontwikkeling van de longen.”

“Het matje moet zo’n fijne omgeving zijn voor spiercellen, dat ze in het matje kruipen en gaan doen wat ze normaal doen: spierweefsel vormen”, zegt Lieke van Dommelen, als PhD-kandidaat betrokken bij het onderzoek. “Het materiaal van het matje moet vervolgens afgebroken kunnen worden door het lichaam, zodat het middenrif weer een volledige spier is in plaats van een spier met een blijvend matje. Daardoor verwachten we dat het middenrif beter kan functioneren en hopen we dat het aantal recidive afneemt.”

Eigenschappen nieuw matje

De belangrijkste uitdaging was om een matje te maken dat zowel sterk, flexibel als elastisch is. “Het was een enorme zoektocht om een materiaal te krijgen met die drie eigenschappen”, vertelt André Poot, als docent van de Universiteit Twente betrokken bij het onderzoek en gespecialiseerd in de ontwikkeling van synthetische polymeren. “Als iets sterk is, kan het ook breekbaar zijn. Glas is bijvoorbeeld sterk, maar als je het probeert te buigen dan breekt het. Het materiaal voor onze toepassing moet dus heel taai zijn. Die taaiheid was in eerdere studies dan ook vaak het probleem.”

De onderzoekers zijn er nu in geslaagd om een matje te maken dat bestaat uit synthetische én natuurlijke polymeren (die van nature voorkomen en dus niet in het laboratorium worden gemaakt). Die twee soorten polymeren mengen is alleen niet eenvoudig. Lieke: “Eerder werd het ene materiaal in een mengsel van het andere gedoopt. Maar de eigenschappen zijn zo verschillend, dat de materialen niet met elkaar verbonden bleven.”

Mengen op moleculair niveau

Daarom worden de twee polymeren nu op moleculair niveau gemengd. Dat wil zeggen: op een veel gedetailleerder niveau. “Daar is heel veel tijd in gaan zitten”, zegt Willeke. “Eerder wisten we niet goed hoe je die twee polymeren kan combineren op moleculair niveau. Dat we nu die kennis hebben, is al een hele mooie prestatie.”

André: “De grootste hobbel was dat het synthetische polymeer water afstoot, terwijl het natuurlijke polymeer water aantrekt. Die twee combineren is heel ingewikkeld, maar we hebben daarvoor nu het juiste middel gevonden.”

Vervolg van onderzoek

Nu het nieuwe matje dus daadwerkelijk gemaakt kan worden, kan de volgende stap gezet worden in het onderzoek. Willeke: “We moeten nu aantonen dat wat wij verwachten, ook daadwerkelijk zal gebeuren. We moeten bewijzen dat als het matje lang genoeg blijft zitten in het middenrif, de spiercellen daarin gaan groeien, nieuwe weefsels vormen en het matje vervolgens wordt afgebroken. Die twee processen van ingroei en afbraak moeten dus met elkaar gaan matchen.”

De vervolgstudie zal nog minstens vijf jaar duren, voordat het nieuwe matje daadwerkelijk gebruikt kan worden bij mensen, verwachten de onderzoekers. “We moeten het nu eerst bij dieren gaan testen”, zegt Willeke. “Pas als dat allemaal goed gaat, kunnen we het gaan toepassen bij mensen.”