Wetenschappers hebben met behulp van een 3D-printer een vervangende meniscus gemaakt. 

Wetenschappers hebben een nieuwe manier bedacht om een meniscus – een schijfje kraakbeen in de knie – te vervangen. Ze gebruiken daarvoor een gepersonaliseerd raamwerk, gemaakt met een 3D-printer, met daarin menselijke groeifactoren. Het lichaam kan het raamwerk zelf bekleden met nieuw meniscusweefsel.

Op dit moment is er geen effectieve en langdurige reparatie bekend voor beschadigde menisci. Kleine beschadigingen kunnen soms worden hersteld, maar grotere beschadigingen moeten chirurgisch worden verwijderd. Dat helpt om de pijn en zwelling te verminderen, maar levert ook problemen op. De meniscus absorbeert normaal schokken en die functie valt weg als het kraakbeen wordt weggehaald. Bovendien verhoogt de procedure de kans op artritis.

De meniscus kan worden vervangen door een implantaat, waarbij weefsel van andere lichaamsdelen of van kadavers wordt gebruikt. Die procedure is echter niet erg succesvol en brengt risico’s met zich mee. Wetenschappers hebben daarom een nieuwe vervanger bedacht.

Raamwerk geprint

Bij de nieuwe methode wordt eerst een MRI-scan van de gezonde knie gemaakt. Daarvan wordt een 3D-plaatje gemaakt. Met een 3D-printer wordt vervolgens in een half uur het raamwerk geprint in de exacte vorm van de meniscus. De structuur wordt geprint van de stof polycaprolacton – een polymeer dat biologisch afbreekbaar is en uiteindelijk oplost en verdwijnt wanneer het een tijd in het lichaam zit.

In het raamwerk worden dan twee eiwitten aangebracht: CTFG en TGFβ3. Deze eiwitten zorgen dat het lichaam nieuw meniscusweefsel aan gaat maken. Om dat proces goed te laten werken, moeten de eiwitten in bepaalde gebieden en in een bepaalde volgorde vrijkomen. Daarom zijn de eiwitten ingekapseld in langzaam oplossende microbolletjes die eerst CTFG loslaten (om de productie van de buitenkant van de meniscus te stimuleren) en daarna TGFβ3 (om de productie van de binnenkant van de meniscus te stimuleren).

Wanneer het raamwerk in het lichaam is aangebracht, ontwikkelt die zich in 4 tot 6 weken tot een vervangende meniscus.

Getest in schapen

De procedure is getest bij 11 schapen. De knieën van deze dieren lijken sterk op mensenknieën. De dieren kregen een raamwerk zonder eiwitten of een raamwerk met eiwitten. Na drie maanden liepen de dieren met eiwit in het implantaat normaal. De structuur en mechanische eigenschappen van de vervanger leken bovendien heel erg op die van een echte meniscus.

De onderzoekers zijn nu aan het testen of de oplossing werkt op de lange termijn.

Bronnen: Science Translational Medicine, Columbia University Medical Center