Knieartrose tegengaan met high tech lijm

Hy2Care, een spin-off van de University of Twente, ontwikkelt een speciale gel om kraakbeen in knieën te herstellen. Dat moet de levenskwaliteit van veel jonge patiënten verbeteren.

Auteur: Linda Bak, Innovation Origins

Jaarlijks ondergaan een half miljoen mensen in Europa en de Verenigde Staten een kraakbeenoperatie in de knie. In ongeveer tachtig procent van de gevallen gaat het om posttraumatische artrose. Artrose ontstaat langzaam nadat het kraakbeen in de knie is beschadigd, bijvoorbeeld door een ongeval of valpartij. Het gaat vaak om jonge mensen die nog niet in aanmerking komen voor een nieuwe knie. Een prothese gaat namelijk maar vijftien tot twintig jaar mee en een tweede prothese plaatsen brengt nog te veel risico’s met zich mee. Daarom kiezen orthopeden meestal pas voor een prothese bij patiënten rond de zestig jaar. Het resultaat: Veel jonge mensen, vaak tussen de veertig en zestig jaar, hebben constant pijn in hun knie. Dat belemmert hen in het dagelijks leven.

Daar heeft Hy2Care een oplossing voor bedacht. De spin-off van de University of Twente ontwikkelt een injecteerbare gel om de beschadiging van het kraakbeen op te vullen en uiteindelijk te herstellen om zo te voorkomen dat de beschadiging leidt tot het ontstaan van artrose. “Het lichaam kan kraakbeenbeschadigingen zelf niet goed repareren, dus moeten we een handje helpen”, zegt Marcel Karperien, founder en CSO van Hy2Care. Hij deed jarenlang fundamenteel onderzoek op verschillende universiteiten en stuitte zo op de werking van deze speciale gel.

De gel wordt tijdens een minimaal invasieve operatie, zoals bijvoorbeeld een kijkoperatie, op de beschadigde plek van het gewricht geïnjecteerd. “Je kunt het vergelijken met een tweecomponentenlijm”, stelt Karperien. De gel is in eerste instantie vloeibaar. Tijdens de injectie worden twee componenten met elkaar vermengd en vindt er een chemische reactie plaats. Hierdoor wordt de gel vast en hecht zich aan het kraakbeenoppervlakte. De gel vult het defect in het kraakbeen tot aan de rand op.

Nieuw kraakbeen groeien

De gel bestaat onder andere uit suikerpolymeren, een stof die van nature ook voorkomt in het kraakbeen. Ook de chemische reactie die plaatsvindt om de gel aan het kraakbeen te laten hechten, is een natuurlijk proces. “Hierdoor is het een veilig systeem. Het lichaam moet de stoffen en de chemische reactie daarvan natuurlijk wel goed kunnen verdragen”, zegt Karperien. “Sterker nog: de gel faciliteert de ingroei kraakbeencellen. Zo wordt er nieuw kraakbeen aangemaakt terwijl de gel langzaam afbreekt. Het defect is na verloop van tijd helemaal hersteld en opgevuld met nieuw kraakbeen.”

Uitkomst voor jonge mensen

Deze technologie kan op den duur niet alleen in knieën, maar ook in andere gewrichten worden toegepast, bijvoorbeeld in  enkels, heupen en schouders. “Het gewricht moet bereikbaar zijn met een minimaal invasieve operatie. We moeten de gel goed in het gewricht kunnen injecteren. Als dat het geval is, kan deze technologie een oplossing zijn”, zegt hij. “We richten ons in eerste instantie op de knie omdat hier relatief veel mensen last van hebben, dertig procent van alle artrose is knieartrose”, stelt Karperien. “Bij posttraumatische artrose gaat het ook nog vaak om relatief jonge mensen. Zij worden beperkt in sportmogelijkheden en in dagelijkse activiteiten. Voor hen zou deze technologie echt een uitkomst zijn.”

Het doel is dat de gel van Hy2Care het kraakbeen volledig herstelt. “Maar als de gel de problemen voor tien tot vijftien jaar kan uitstellen, ben ik ook al heel tevreden”, gaat hij verder. Na die periode komen mensen vaak wel in aanmerking voor een prothese.

Artrose bij paarden

De spin-off heeft de werking van de gel al bewezen in de knieën van paarden, waarin is aangetoond dat een beschadiging goed is genezen. “Paarden zijn net als mensen gevoelig voor artrose. Dit kan tot nu toe niet behandeld worden, het is namelijk niet mogelijk om een prothese te plaatsen bij paarden”, schetst hij. Artrose zorgt voor pijn bij het lopen, waardoor paarden niet meer willen lopen. Dat betekent dat een paard na het ontstaan van artrose op een geven moment geëuthanaseerd moet worden. Karperien: “We willen de technologie straks zowel voor mensen als voor dieren inzetten.”

De eerste behandelingen bij menselijke patiënten worden dit jaar nog uitgevoerd. “Daarvoor hebben we drie jaar geleden een grote investeringsronde gedaan”, vertelt Karperien. Het bedrijf haalde destijds in totaal 5,5 miljoen euro op, ruim 3,5 miljoen van investeerders en bijna twee miljoen subsidie. “ReumaNederland heeft hierin een belangrijke rol gespeeld als aanjager”, zegt hij. Van de eerste investeringen zijn onder andere onderzoeken naar bijvoorbeeld toxiciteit van de gel uitgevoerd.

Dit jaar wordt de gel gebruikt bij de eerste tien patiënten. Als dat allemaal goed verloopt is het bedrijf weer een stap dichter bij de CE markering, een keurmerk dat nodig is om medische apparatuur op de markt te brengen. “De klinische trial gaat het ultieme bewijs leveren voor de effectiviteit van de behandeling met de injecteerbare hydrogel in mensen. Hier kijken we dan ook met spanning naar uit”, zegt Karperien. Er volgt dat een tweede investeringsronde om de behandeling bij een grotere groep patiënten uit te kunnen voeren. “Daarna is het product klaar voor de markt, zo ongeveer in 2024.”

Meerdere onderzoeken

Hy2Care is niet het enige bedrijf dat bezig is met de ontwikkeling van een gel om kraakbeen te herstellen. NC Biomatrix, een spin-off van de Technische Universiteit Eindhoven, werkt aan een soortgelijke technologie voor de tussenwervelschijven. “Het is goed dat er meerdere onderzoeken zijn op dit gebied en dat meerdere bedrijven dit proberen op de markt te brengen”, stelt Karperien. “Ik kan me voorstellen dat niet elke patiënt hetzelfde is en dat er dus meerdere technologieën voor verschillende behandelingen nodig zijn.

Ondersteuning universiteit cruciaal

Volgens de onderzoeker is het vooral belangrijk dat de technologie goed is en dat het product betaalbaar is. “Dan gaan dit soort producten zeker een weg naar de markt vinden”, stelt hij. Alleen dat is geen makkelijke weg. “De universiteit heeft in het ontwikkelproces een belangrijke rol gespeeld”, zegt Karperien. “Zonder de ondersteunende rol van bijvoorbeeld de business developers had het bedrijf niet meer bestaan.” Zo kon het jonge bedrijf, tegen betaling, gebruik maken van labruimten van de universiteit en kregen zij advies over verschillende onderwerpen zoals juridische en financiële zaken.

“Het is echt heel leuk om bezig te zijn met een spin-off”, stelt hij. “Het is een totaal nieuwe wereld waar ik ontzettend veel van heb geleerd.” Karperien houdt zich vooral bezig met de wetenschappelijke ontwikkeling binnen het bedrijf. “Het is wel heel anders dan fundamenteel onderzoek doen bij de universiteit. Het is veel meer op de toepassing gericht.” Dat is precies waar zijn passie ligt. “Ik heb veel fundamenteel onderzoek gedaan, daar ben ik heel blij mee. Maar ik weet dat dit maar een heel klein beetje gaat bijdragen aan betere producten en behandelingen voor patiënten. Met de spin-off doen we nog steeds onderzoek, maar brengen het ook meteen naar de patiënt”, verklaart hij.

“Dat gebeurde twintig jaar geleden veel minder. Toen schreven we alleen in papers dat technologie veelbelovend was voor de behandeling van bepaalde ziekten. Nu gaan we dit ook echt laten zien”, gaat hij verder. Zijn grootste droom: “Het lijkt me fantastisch als technologie die in mijn laboratorium is ontwikkeld, patiënten ook daadwerkelijk gaat helpen. En dat gaat lukken!”