Delft Integraal
Meer wetenschapsnieuws van de TU Delft
Siliconen Slagaders Levensbedreigende aneurysma's repareren met hi-tech Alabastine
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (1 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Colofon
DI-Archief
Delft Integraal
DOOR DAP HARTMANN
Aneurysma, een verzwakte slagader die langzaam uitdijt en uiteindelijk knapt, is doodsoorzaak nummer tien. De huidige remedie voor deze afwijking bestaat uit het vervangen van het aangetaste deel van de slagaders tijdens een operatieve ingreep. Vaatchirurg Dr. Alexander de Vries van het Medisch Centrum Haaglanden http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (2 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Röntgen-contrastopname van een aneurysma van de aorta of wel een verwijding van de buikslagader. De oorzaak van de verwijding is niet bekend, maar als mogelijke oorzaken worden genoemd roken, aderverkalking en erfelijke aanleg. De dunne witte lijn is de katheter waarmee de contrastvloeistof is ingebracht.
Delft Integraal
ontwikkelde een medische procedure die in de toekomst de gangbare zware risicovolle operaties gaat vervangen. De verzwakte slagader zal niet meer worden vervangen, maar van binnenuit worden gerepareerd. Het reparatiemateriaal, een snelhardend siliconenpolymeer, is ontwikkeld aan de TU Delft door prof.dr.ir. Jan van Turnhout en zijn medewerkers van de Sectie voor Polymer Materials & Engineering. De nieuwe behandelingsmethode kan poliklinisch worden uitgevoerd. Op 18 April 1955 overleed Albert Einstein aan de gevolgen van een gebarsten abdominaal aneurysma. Hij wilde zich niet verder laten behandelen: 'I have done my share, it's time to go'. Albert Einstein werd 76 jaar. Ook de Franse wiskundige Jean Fourier en de Amerikaanse comédienne Lucille Ball zijn als gevolg van een gebarsten http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (3 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Het verschil tussen een gezonde en een aneurysmatisch verwijde aorta op de plaats waar die in het lichaam het meeste voorkomt. Onder splitst hij zich in de slagaderen voor het linker en rechter been, de vertakkingen links en rechts zijn de nierslagaderen. De andere vertakkingen zijn slagaderen voor de darmen.
Aneurysma zoals die door de chirurg tijdens een operatie wordt gevonden.
Delft Integraal
aneurysma overleden. Het neemt de tiende plaats in op de lijst van meest voorkomende doodsoorzaken. De Grote Van Dale heeft slechts één enkel woord over voor de betekenis van het begrip aneurysma: adergezwel. Strikt gesproken is dat een onjuiste omschrijving, want bij een gezwel denk je in eerste instantie aan een ontsteking of een tumor. Maar een aneurysma is een plaatselijke verwijding van een slagader, ontstaan door een verzwakking van de wand. De Winkler Prins encyclopedie van 1948 besteedde 830 woorden en zeven figuren aan het onderwerp. Er staat onder andere te lezen dat: 'Syphilische ontsteking van de slagaderwand is de belangrijkste oorzaak van aneurysmavorming'. In de Winkler Prins van 1979 moet aneurysma het stellen met slechts 500 woorden en drie figuren. Over syphilis wordt met geen woord meer gerept. Als belangrijkste oorzaak wordt nu arteriosclerose (aderverkalking) genoemd. Tijdens de laatste jaren van zijn leven had Einstein regelmatig last van pijnaanvallen bovenin de onderbuik. Er werd een gezwel ter grootte van een grapefruit vastgesteld. Een kijkoperatie wees uit dat het een aneurysma aan de aorta was. Het aneurysma was intact en de vaatwand was stevig, en daarom besloot men om het niet te behandelen. Maar iemand met een aneurysma in de aorta leeft verder met een tijdbom. Deze belangrijkste slagader in het menselijk lichaam kan het vanaf dat moment plotseling begeven, waarna er meestal geen redden meer aan is. Ruim zes jaar na de diagnose scheurde het aneurysma en overleed Albert Einstein. De volgende dag verwoordde de New York Times de doodsoorzaak als volgt: '… a big blister on the aorta, which broke finally like a worn-out inner tube.' Slijtageproces Dr. Alexander de Vries is vaatchirurg in het Medisch Centrum Haaglanden. Samen met dr. Hans Brom, vaatchirurg in het Kennemer Gasthuis in Haarlem, ontwikkelde hij een nieuwe methode om aneurysma's te repareren. Voor de bestaande behandelingsmethoden is altijd een zware operatie noodzakelijk. 'De lichaamsslagader, de aorta, ontspringt vanuit het hart, maakt dan in de borstholte een bocht, en loopt vervolgens naar beneden door, tot ongeveer de hoogte van de navel', legt De Vries uit: 'Daar splitst hij http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (4 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Preparaat van een aneurysma. Aan de binnenkant is goed te zien dat zich er een gelaagd stolsel heeft afgezet.
Delft Integraal
zich in twee slagaders die naar de beide benen gaan. Net boven die splitsing treden de meeste aneurysma's op. Normaal is de aorta circa twee centimeter in doorsnede, maar bij een aneurysma is dat verwijd tot vijf centimeter of meer. Het is een vorm van een slijtageproces waarvan de exacte oorzaak niet bekend is. Ook is niet bekend waarom het meestal net boven die splitsing optreedt. Een aneurysma ontstaat meestal zonder dat de patiënt er iets van merkt. Er zijn geen klachten totdat het aneurysma barst. Als dat gebeurt, en je haalt het ziekenhuis, en je haalt de operatiekamer, dan heb je maar een kans van ongeveer 50% dat je het overleeft. Je vindt aneurysma's dus eigenlijk alleen bij toeval. Mensen krijgen een onderzoek van de buik, bijvoorbeeld omdat ze last hebben van hun nieren, of van hun blaas, en bij toeval wordt dan een aneurysma gevonden. Een heel enkele keer zegt iemand dat het net is alsof zijn hart in zijn buik klopt. Dan is het meestal een heel groot aneurysma, en kun je het voelen als je je hand erop legt. Maar dat zijn extreme gevallen. Er wordt wel gediscussieerd over het screenen van de bevolking, want van alle mannen boven de 65 heeft circa tien procent een lichte verwijding van de aorta. Momenteel zijn er twee chirurgische ingrepen waarmee aneurysma's kunnen worden verholpen. Maar een dergelijke operatie heeft een tamelijk hoog risico, niet zozeer vanwege het aneurysma, maar gewoon omdat het een hele zware operatie is, ook voor gezonde mensen. De hele buik moet worden geopend, en de buikslagader wordt tijdelijk afgeklemd. Het risico op overlijden is toch wel vijf procent. Dus één op de twintig mensen overleeft deze ingreep niet.' Aneurysma's komen voornamelijk voor bij mensen boven de 65 en vaker bij mannen dan bij vrouwen. De oorzaak is niet bekend, maar misschien heeft het iets te maken heeft met het feit dat mannen «voorlopen» op vrouwen wat betreft aandoeningen die worden veroorzaakt door roken. Zo'n 100 jaar geleden deed de Amsterdamse chirurg W.M de Vries (geen familie) een statistisch onderzoek naar het voorkomen van aneurysma's. Bij in totaal 7500 lijkschouwingen trof hij 181 grote aneurysmata aan, waarvan 120 aan de aorta (99 bij mannen, 21 bij vrouwen). http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (5 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
(A) Conventionele methode waarbij het aneurysma operatief via de buik wordt vervangen door een zogenaamde broekprothese.
Delft Integraal
Broek Bij de traditionele behandeling wordt het stuk van de aorta waarin zich het aneurysma bevindt vervangen door een kunststof bloedvat. De Vries: 'De aorta wordt boven het aneurysma afgeklemd, en ook onderaan in de beide aftakkingen die de benen voeden. Daartussen snijden we de aorta los en daarvoor in de plaats wordt een bifurcatie prothese ofwel de zogenaamde broek gehecht.' Dergelijke kunstaders zijn meestal vervaardigd van polyethyleenterephthalaat (beter bekend als PET). Ze worden gebreid of geweven van 10 micron dunne draden. Bij de alternatieve behandeling wordt de buikwand niet geopend, maar verschaft de chirurg zich toegang tot de onderbuik via de liezen. Bij deze zogenaamde «endovasculaire» methode brengt de chirurg binnenin de aorta een prothese aan die met metalen veertjes wordt vastgeklemd. De Vries: 'Zo'n «graft stent» is een tamelijk groot ding, zodat je chirurgisch toch nog wel een vrij fors gat moet maken. En hoewel deze behandeling veel minder belastend is voor de patiënt, is nog niet echt bewezen dat het net zo goed is als de traditionele methode.' In de moderne chirurgie is de tendens om minder te snijden en te zagen, en steeds meer via kleine openingen een ingreep te verrichten. 'Het moet allemaal minder invasief, met kleine sneetjes of helemaal geen sneetjes. Een galblaas operatie ging vroeger bijvoorbeeld met één grote snee, maar nu gaat het met drie sneetjes van een paar millimeter. Dat geeft veel minder belasting voor de patiënt', aldus de Vries. Bij de nieuw ontwikkelde methode om aneurysma's te behandelen zal helemaal niet meer worden gesneden, alleen nog worden geprikt. 'Wij willen dat als volgt doen', zegt De Vries. In de verwijde aorta blazen we een ballonnetje op, dat enerzijds de bloedtoevoer tijdelijk afsluit, en anderzijds de mal vormt waarin we een vulmiddel willen laten uitharden. We gieten dan als het ware een nieuwe binnenwand voor die slagader, en vullen de gehele holte van het aneurysma op. Daarna haal ik het ballonnetje weg, en klaar is Kees.' Maar klaar is dr. Alexander de Vries nog geenszins, want de cruciale vraag is: wat voor soort materiaal kan hiervoor worden gebruikt? http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (6 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
(B) Een alternatieve methode is het gebruik van een endoprothese. Het is een kunststof kous die met behulp van metalen korfjes (stents) aan de binnenzijde van de aorta wordt gefixeerd. Dit gebeurt door middel van een operatie via beide liezen.
Metalen stent die binnenin een bloedvat (met behulp van een ballonkatheter) tegen de vaatwand wordt geëxpandeerd om lokaal de wand te verstevigen of om een kunststof kous te bevestigen.
Delft Integraal
Catalogi met medische producten vermelden geen snel uithardende flexibele bio-compatibele Alabastine. De Vries: 'Het idee hoe deze medische aandoening zou moeten worden aangepakt was uitgewerkt, en daarvoor werd een specifiek materiaal gezocht met een aantal noodzakelijk eigenschappen. Maar zoektochten langs allerlei bedrijven leverden niets op. Ik wist daarom vrij zeker dat het geen materiaal was dat je gewoon ergens kan bestellen, maar dat het echt moet worden gemaakt. Toen las ik in de krant iets over «vast water», een vinding van prof. Jan van Turnhout van de tu delft. Door het toevoegen van een kleine hoeveelheid van een speciaal polymeer kon hij de viscositeit van water naar believen vergroten. Misschien was dat wel het materiaal dat ik zocht, en dus besloot ik om Van Turnhout hierover te benaderen.' Bio-compatibel Professor Jan van Turnhout is werkzaam bij de Sectie voor Polymer Materials & Engineering van Scheikundige Technologie. Samen met de onderzoekers Larbi Alili en Otto van den Berg ontwikkelde hij de afgelopen anderhalf jaar een materiaal dat geschikt is voor de behandelingsmethode van De Vries.Van Turnhout: 'Het was grappig dat De Vries via die publiciteit over dat «vaste water» bij ons is terechtgekomen, want dat polymeer is volstrekt ongeschikt voor zijn toepassing. Maar het illustreert wel heel goed hoe groot de verscheidenheid aan polymeren is. Zeker nu er steeds meer syntheses en vulstoffen (zoals nanodeeltjes) worden toegepast is het feitelijk mogelijk om polymeren precies op maat te maken. De eisen die De Vries aan het materiaal stelt zijn heel specifiek, en voordat hij bij ons terecht kwam was hij er al van overtuigd dat het niet kant-en-klaar te koop was. Voor ons was het daarom natuurlijk een uitdaging om zo'n materiaal te ontwikkelen.' Omdat het materiaal in het menselijk lichaam wordt geïmplanteerd, zijn die eisen bijzonder streng. Het mag geen oplosbare componenten bevatten, en het mag niet afbreekbaar zijn in het lichaam. Verder moet het bio-compatibel zijn: het mag geen veranderingen in het omliggende weefsel teweeg brengen, geen allergische, carcinogene of toxische reactie veroorzaken, geen interactie hebben met het http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (7 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Delft Integraal
immuunsysteem, en geen trombose veroorzaken. En het moet uiteraard steriel zijn. Naast deze waslijst aan medische eisen moet het materiaal over goede mechanische eigenschappen beschikken, zowel in vloeibare als in uitgeharde toestand. Omdat het via een dunne katheter wordt ingebracht, moet de stromingsweerstand (dus de viscositeit) zo laag mogelijk zijn. De binnendiameter van zo'n katheter is slechts ongeveer één millimeter, en zelfs bij een lage viscositeit is een druk van circa 80 atmosfeer nodig om het materiaal daar doorheen te persen. Het moet snel uitharden (binnen een minuut of vijf), want al die tijd is de bloedstroom in de aorta geblokkeerd door het ballonnetje, en zijn de benen en (belangrijker nog) de nieren van zuurstof verstoken. Aan de mechanische eigenschappen van het uitgeharde materiaal worden ook hoge eisen gesteld. Als voorzichtig aangenomen dat deze ingreep de levensverwachting met 10 jaar verlengt, dan leert een eenvoudig rekensommetje dat het materiaal ruim 400 miljoen maal moet kunnen pulseren. Afwasmiddelflessen Polymeren zijn lange ketens van gelijke molecuulgroepen. Zo bestaat polyethyleen (het zachte «plastic» waarvan bijvoorbeeld de meeste shampoo- en afwasmiddelflessen zijn vervaardigd) uit een lange keten van koolstofatomen die aan weerszijden een waterstofatoom binden. Nog afgezien van de materiaaleigenschappen van polyethyleen en soortgelijke polymeren, sluit de productiewijze de toepassing voor endovasculair spuitwerk uit. De Delftenaren hebben toen een groot aantal polymeren op een rijtje gezet en kwamen al snel uit bij polyurethanen en siliconen. Omdat het al meer dan 30 jaar in het menselijk lichaam wordt geïmplanteerd, is polydimethylsiloxaan (PDMS), beter bekend als «siliconen», het meest voor de hand liggende polymeer voor deze toepassing. De polymeerketen is opgebouwd uit silicium- en zuurstofatomen, en de zijgroepen die daaraan bevestigd zijn bepalen de specifieke eigenschappen. Een polysiloxaan is in veel opzichten een bijzonder materiaal, met een brede verscheidenheid aan toepassingen. In vloeibare toestand is het makkelijk te verwerken, en na uitharding is het flexibel, taai en sterk, en heeft het een goede hechtkracht. Het is daarom ideaal om glazen http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (8 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Delft Integraal
constructies te maken (volglas aquaria, bijvoorbeeld), of om waterdicht af te kitten. Niet alleen in de plastische chirurgie is het een geliefd materiaal voor het vervaardigen van implantaten, ook grimeurs passen het veelvuldig toe. Zo werd in de film 'Little Big Man' een siliconenmasker gebruikt om Dustin Hoffman te transformeren tot een 121 jaar oud indianenopperhoofd. Siliconen worden gebruikt voor het vervaardigen van steeds meer spare parts (reserveonderdelen) voor het menselijk lichaam. Naast de nu al bestaande borstimplantaten, kunstmatige vingerkootjes, hartkleppen en contactlenzen, worden ook vinger-, teen- en polsgewrichten, penisprotheses, kunstmatige huid, kunstharten en kunstlongen ontwikkeld. Er is ook een anticonceptiemethode waarbij de eileiders worden opgevuld met een prop siliconen. Deze ingreep draagt de nogal loodgieters-jargon-achtige benaming «oviductal plug». Siliconen hebben een hoge zuurstof permeabiliteit, en het is daarom uitermate geschikt voor de vervaardiging van contactlenzen. Om deze zuurstofdoorlatendheid te demonstreren, werd een aantal slakken geheel in siliconen ingebed. Ze leefden daarna nog 72 uur lang en gelukkig. Dit experiment werd overigens niet aan de tu delft uitgevoerd. Helaas hebben met name de borstimplantaten siliconen een bijzonder slechte naam bezorgd. Onterecht, meent Van Turnhout: 'Zodra je tegenover een bedrijf het woord siliconen in de mond neemt, en zegt dat het voor een medische toepassing is, dan gaat vrijwel meteen de deur dicht. Dat hangt natuurlijk samen met de problemen die zich hebben voorgedaan met borstimplantaten. Dat is eigenlijk een raar verhaal, want het zijn beslist niet de siliconen die voor problemen zorgen, maar de olie die als vulmiddel wordt gebruikt. Siliconen zelf zijn namelijk volstrekt inert. Maar op het moment dat die olie loskomt, kunnen er gezondheidsproblemen optreden. Dit alles heeft er wel voor gezorgd dat siliconen in medische toepassingen een besmet materiaal is geworden.' Er moet daarom bij een bestelling wel eens een leugentje om bestwil worden gebruikt. De meest recente smoes is 'voor een toepassing in de lucht- en ruimtevaart'. Nanodeeltjes http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (9 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Delft Integraal
Om een zo kort mogelijke uithardingstijd te verwezenlijken, experimenteerde Otto van den Berg met diverse katalysatoren. De extra eisen die daaraan worden gesteld, zijn dat er liefst zo weinig mogelijk van nodig is en dat het een inerte substantie is die geen invloed heeft op het menselijk lichaam of op de eigenschappen van het polymeer. Van den Berg vond de ideale katalysator in de vorm van een edelmetaal dat aan alle eisen voldoet: uitharding van het polymeer treedt binnen vijf minuten op, er is slechts een paar ppm (parts per million) voor nodig en het is volstrekt inert. Maar de eerste experimenten met het siliconenpolymeer waren geen groot succes. Van Turnhout: 'Het hardde wel snel en de viscositeit viel ook wel mee, maar het mechanisch gedrag was beneden de maat. Als je eraan trok, traden er vrij snel breuken op. Het was gewoon niet sterk genoeg. We hebben dat probleem opgelost door het toevoegen van een zogenaamde «filler». Dat is een vulstof die het polymeer verstevigt. Over het algemeen krijg je de beste resultaten wanneer de vulstof veel verwantschap heeft met het materiaal. We gebruiken nu hele fijne ronde nanodeeltjes silica, met afmetingen van slechts een paar nanometer. Een bijkomend voordeel is dat je silica op röntgenfoto's kunt zien. Helaas staat dit soort deeltjes bekend als verdikker, en dus verhoogt het de viscositeit. Gelukkig hebben we nu nanodeeltjes gevonden die wel versterkend werken, maar de viscositeit niet verhogen. Er zijn tegenwoordig zoveel nieuwe ontwikkelingen op dit gebied, dat we nog maar aan het begin staan van alle potentiële toepassingen daarvan.' Zo beschrijft Van Turnhout een nanodeeltje met speciale groepen («armen») waarmee een nog betere hechting aan het polymeer wordt verkregen. En je kunt tegenwoordig glasvezeltjes kopen met een diameter van 0.2 micron, oftewel één vijfduizendste millimeter. Ter vergelijking: de diameter van een menselijke haar is ongeveer 100 micron, ofwel 500 maal zo groot als zo'n glasvezeltje. In een vuistdikke catalogus heeft Alili een aantal chemische stoffen aangestreept die mogelijk nog in aanmerking komen voor een verdere verbetering van de siliconen polymeren. Van alle stoffen vermeldt de catalogus de structuurformule, de viscositeit, het soortelijke gewicht en, niet geheel onbelangrijk, de prijs. Want tussen de ene of de andere verbinding zit http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (10 van 20) [26-11-2009 14:32:40]
Schematische weergave (linker beelden) en röntgenbeelden van de methode die de chirurgen Alexander de Vries en Hans Brom hebben ontwikkeld. (a) Het aneurysma, (b) een speciale ballon wordt op de juiste plaats opgeblazen, (c) de aldus ontstane holte wordt met vloeibare siliconenpolymeer gevuld, (d) na vijf minuten uitharden wordt de ballon verwijderd en blijft de siliconen slagader met verdikte wand achter. Zo nodig kan nog een stent worden toegevoegd
Ballonkatheter in opgeblazen toestand.
Delft Integraal
gemakkelijk een factor honderd in prijs. Transparantie In het laboratorium ligt een werkbank bezaaid met proefstukjes materiaal. Sommige zien eruit zoals je zou verwachten: als uitgeharde siliconen afdichtkit. Andere stukjes zijn bijna geheel doorzichtig. Dat komt door de toevoeging van de nanodeeltjes silicaat. De afmetingen van die nanodeeltjes zijn kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht, waardoor de lichtgolven die deeltjes helemaal niet opmerken. Het licht spoelt er als het ware gewoon omheen, en dat veroorzaakt de transparantie. Gescheiden van elkaar zijn de twee componenten die het polymeer gaan vormen niet-reactief. Maar zodra de ene component (siliconen plus silicaatdeeltjes) wordt samengevoegd met de andere component (silicaatdeeltjes plus katalysator) begint de reactie die na vijf minuten het flexibele en sterke materiaal oplevert. Het is daarom zaak dat de twee componenten snel, maar vooral ook goed met elkaar worden vermengd. Op het alleswetende Internet heeft Van Turnhout de oplossing gevonden. Het is een soort injectiespuit met twee compartimenten die in een lange tuit bijeen komen. In die tuit worden de twee stromen samen door een schroefvormig traject geperst waardoor een optimale vermenging optreedt. Ethisch probleem In de kelder heeft Gerard de Vos, de technicus van de groep, een aantal mechanische duurzaamheidsexperimenten opgesteld. Er is een machine die drie maal per seconde een uit het siliconenpolymeer vervaardigd slangetje opblaast en weer tot rust laat komen. In de hoek staat een trekbank die al drie maanden lang, 24 uur per dag en 1260 maal per minuut een proefstukje met 60% uitrekt. Bij deze duurproeven wordt het materiaal belast tot ver boven de condities die in het menselijk lichaam optreden. Zo bedraagt de rekbelasting in de aorta slechts een fractie van een procent. Desondanks doorstaat het materiaal deze beproevingen moeiteloos. Wanneer het materiaal zijn uiteindelijk samenstelling heeft gevonden, begint de volgende fase. Eerst moeten geschikte katheters worden ontwikkeld om enerzijds de ballon, en anderzijds de siliconen toe te voeren. Te denken valt aan een gemodificeerde versie van de katheters http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (11 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Voorbeeld van de chemische structuur van een siliconenpolymeer (polydimethylsiloxaan). Afgeleiden hiervan worden gebruikt voor het aneurysma-project.
sem-opname van een breukvlak van met silicaversterkt siliconenpolymeer.
Delft Integraal
die nu voor zogenaamde «dotterbehandelingen» worden gebruikt. Bij hartpatiënten met vernauwde kransslagaders wordt via de lies een ballonnetje in de slagader ingebracht en tot in de kransslagader geschoven. Daar wordt het ballonnetje opgeblazen om zo de vernauwing op te rekken. Vervolgens moeten modellen worden gemaakt om de verschillende verschijningsvormen van aneurysma's te kunnen testen. Aneurysma's zijn er namelijk in alle soorten en maten. Voor hele complexe vormen kunnen meerdere ballonnetjes tezamen de gietmal gaan vormen. Hierna volgen hoogstwaarschijnlijk experimenten op dieren, en tenslotte kan het dan op mensen worden toegepast. Maar wat is hiervoor het meest aangewezen menselijke proefkonijn? Een patiënt die eigenlijk al is opgegeven of juist een nog relatief gezonde patiënt? De Vries: 'Dat is een heel moeilijk ethisch probleem. Maar in de praktijk echter krijg je waarschijnlijk een casus die op een andere manier niet meer te behandelen is. Dan heb je dus eigenlijk geen keus. Het is zo'n eerste keer toch altijd wel een beetje een experimentele stap.' Chirurgijnenwerk Wat de behandelingsmethode van De Vries en Brom (en waaraan chirurg in opleiding John Vlot van het Medeisch Centrum Haaglanden werkt) zo bijzonder maakt, is dat het geen operatie meer is. Men spreekt van een «procedure», waarbij naalden en infuussystemen de plaats innemen van messen. In plaats van het traditionele chirurgijnenwerk hoeven nu nog slechts een paar slagaders te worden aangeprikt. Daarin worden katheters geschoven die op de plek van het aneurysma hun materialen afleveren. Met behulp van röntgenbeelden moet de arts zijn werk op afstand met grote precisie verrichten. Maar er is nog iets anders dat deze methode uniek maakt. De Vries: 'Het bijzondere is, dat je straks binnenin het lichaam iets bouwt. Dat bestaat nog niet, want alles wat we nu in het lichaam inbrengen, wordt eerst buiten het lichaam geconstrueerd, en er dan pas ingezet. Maar dit wordt maatwerk, en dat opent veel nieuwe mogelijkheden. Te denken valt bijvoorbeeld aan gebruik bij breuken en fracturen, toepassingen in de urologie, de plastische chirurgie, en ga zo maar door.' http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (12 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
De ingrediënten voor de adervoering voor een aneurysma-holte bestaan uit: Basispolymeer (laag bekerglas) en silica (nano-poederdeeltjes). Op de achtergrond gemengd en links een model voor mechanische duurproeven.
Delft Integraal
Ook Van Turnhout is enthousiast: 'Het is van wezenlijk belang dat de basis-ingrediënten nu in principe zijn ontwikkeld. Anders vormt het voor ziekenhuizen een te grote drempel om het te gaan gebruiken. Dit project was voor ons een ware eye-opener. Want zowel bij universiteiten als bij bedrijven wordt maar heel weinig onderzoek gedaan naar de medische toepassingen van polymeren. Maar als je er over nadenkt, dan is het maatschappelijk vreselijk belangrijk. Daarnaast is het natuurlijk ook een hele goeie business. Kijk maar eens naar zo'n katheter om te dotteren. Die kost door zijn hoge toegevoegde waarde ettelijke honderden guldens, terwijl er maar voor een paar kwartjes materiaal in zit.
Voor nadere informatie over dit onderwerp kunt u contact opnemen met dr. Alexander de Vries, tel:(070) 3302068, e-mail vries@mchaaglanden. nl of prof.dr.ir. Jan van Turnhout, tel. (015) 278 5090, e-mail vanturnhout@tnw. tudelft.nl
a.de.
j.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (13 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Statische menger en prototype van de gietmal waarmee de Delftse onderzoekers het eerste modelaneurysma maakten. Deze metalen gietmal werd al snel vervangen omdat het erg veel materiaal verbruikte en het gietproces makkelijker is te volgen in een transparante mal.
De nieuwe typen gietmallen, gemaakt op de instrumentmakerijen van Scheikunde (klein) en van het Westeinde Ziekenhuis (groot) zijn transparant en makkelijker te demonteren. Het grondstoffenverbruik is met een factor zes teruggedrongen.
Delft Integraal
Hogedrukpomp zoals in ziekenhuizen wordt gebruikt voor het toedienen van contrastvloeistof voor röntgenopnames. Deze unit, bestaande uit stuurelektronica (witte kast links), het pompdeel dat uitmondt in de statische menger en het rode bedieningspaneel (midden), leent zich uitstekend voor het injecteren van het siliconenpolymeermengsel. De gietmal (rechts) krijgt via een katheter een druk van 80 bar te verduren.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (14 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
De nieuwste generatie statische mengers levert efficiënt een homogeen mengsel, ook voor hoog visceuze (stroperige) componenten.
Vermoeiingstoestel waarmee stukken siliconenpolymeer op trek worden belast, om tien jaar implantatie te simuleren.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (15 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
Langeduurproef met pulserende perslucht, zodat een nog betere simulatie met de praktijk wordt verkregen. De proef duurt soms wel een maand.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (16 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
Het aneurysma kan vanuit maximaal drie punctieplaatsen worden bereikt met behulp van een geleiderails waarover de katheters op hun plaats kunnen worden gebracht.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (17 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
Voorbeeld van een aneurysma dat met behulp van drie ballonkatheters wordt behandeld. De tip bij de pijl is een echosounder om de plaats van de nierslagaderen te bepalen.
Elk aneurysma heeft een specifieke vorm waarvoor bijpassende ballonkatheters kunnen worden uitgezocht.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (18 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (19 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
Delft Integraal
Siliconen worden ook toegepast door grimeurs. Hier wordt de actrice Carrie-Anne Mos omgeschminkt tot een oude man.
http://www.delftintegraal.tudelft.nl/info/index0ac2-2.html?hoofdstuk=Artikel&ArtID=2995 (20 van 20) [26-11-2009 14:32:41]
