‘Genezende’ waterstralen voor kraakbeenschade in gewrichten

Met waterstralen uit een soort mini-douchekop, kun je kraakbeenschade in gewrichten behandelen, zo toonde onderzoeker Steven den Dunnen aan. Dit heeft belangrijke voordelen, zoals een grotere flexibiliteit, ten opzichte van de gebruikelijke methode. Den Dunnen promoveert op woensdag 12 december aan de TU Delft.

Geen thermische schade

‘Het vervangen van orthopedische instrumenten  door een waterstraalinstrument, biedt voordelen’, zegt promovendus Steven den Dunnen, die in zijn onderzoek samenwerkte met artsen van Amsterdam UMC. ‘Zo zal een waterstraal altijd scherp blijven en treedt er geen thermische schade op door verhitting van het botweefsel. Tevens kun je bij waterstraaltechnologie een flexibel  instrument ontwikkelen waarmee je plekken  kunt bereiken waar je met een star instrument gewoon niet kunt komen.’

Kraakbeen

‘Mijn doel was het maken van een flexibel arthroscopisch waterstraalinstrument dat kan boren in botweefsel. De beoogde toepassing was beenmergstimulatiebehandelingen. Die zijn bedoeld voor patiënten waarbij het kraakbeen is beschadigd door een trauma.’ Tijdens de behandeling boort men gaten met een diepte tussen 2 en 4 mm in het bot, waardoor bloedingen ontstaan. Die bloedingen dragen bij aan het herstel van zowel het kraakbeen als het bot, waardoor de pijn van de patiënt afneemt.

Deze behandeling blijkt dus ook mogelijk met waterstralen. ‘Het was bij waterstralen vooral belangrijk de boordiepte te kunnen controleren’, zegt Den Dunnen. ‘De voornaamste factor daarbij is de inhomogeniteit  van het botweefsel; de dichtheid is immers niet overal gelijk. Hierdoor is de werking van de waterstraal niet constant en kunnen boordieptes van elkaar verschillen. Maar wanneer de botdichtheid bekend is, valt de boordiepte goed te voorspellen. De instellingen van de waterstraalmachine, zoals de waterdruk, de diameter van de waterstraal en de waterstraaltijd, kun je namelijk aanpassen om voor de variaties in botdichtheid te compenseren.’

Spray

De voornaamste uitdaging in deze methode is het vaststellen van de botdichtheid; daarvoor is wel specialistische medische beeldvormingsapparatuur nodig. ‘Een andere methode om de boordiepte te controleren, is waterstraalinstellingen  gebruiken die nét krachtig genoeg zijn om te kunnen boren in bot; bijvoorbeeld via twee waterstralen die zijn uitgelijnd om op een specifiek punt samen te komen. Boven dit punt zijn de waterstralen krachtig genoeg om door bot te boren. Op het samenkomstpunt ontstaat, door de botsing van de twee waterstralen, een spray. Deze spray is niet krachtig genoeg om bot te kunnen verspanen en daarmee heb je dus controle over de boordiepte. Dit hebben we ook in experimenten aangetoond.’  

Veilig

Den Dunnen benadrukt dat er nog wel werk te doen is. Zo moet verder worden onderzocht of waterstraalboren klinisch veilig is. En ook moet men bijvoorbeeld nog nader kijken naar de ergonomie, zodat de chirurg het instrument op intuïtieve wijze kan besturen. ‘Het goede nieuws is dat er al vervolgonderzoek is verricht, waaruit blijkt dat de overgebleven uitdagingen overkomelijk zijn. Mijn onderzoek heeft hoe dan ook aangetoond dat beenmergstimulatiebehandelingen mogelijk zijn met waterstraaltechnologie.’

Het onderzoek van Den Dunnen kan als opstapje dienen voor de toepassing van waterstraaltechnologie voor andere behandelingen, zoals implantaat-revisies, chirurgie aan kraakbeen en pezen, en het voorboren van gaten in bot voor schroefbevestigingen. De aangedragen methoden om de boordiepte te controleren, zijn tevens interessant voor de tandheelkunde (boren, plakverwijdering), mijnbouw (boren tot specifieke diepte), voedselindustrie  (snijden, vullen met kruiden) en reddingsmissies (verwijderen van puin).

Lees ook het Delta artikel ‘How water jets may heal your knees’

Foto: Sam Rentmeester