## Opdracht 2 - Bioreactor voor kruisbanden

Banden in je knie

In je knie zitten verschillende kruisbanden, de zogenaamde ligamenten. Ligamenten zijn platte of meer ronde bundels van bindweefsel. Bindweefsel komt in alle organen van het menselijk lichaam voor, het heeft een ondersteunende en verzorgende functie, het beschermt organen als het ware en bepaalt mede hun vorm.

Functie van kruisbanden en blessures

De ligamenten in de knie beschermen dus het kniegewricht en helpen bij de beweging van de knie. Er zijn verschillende ligamenten, ze zijn uitgespannen over de verschillende botten van het gewricht, of ze liggen erin ingebed. Ze verstevigen het kapsel rondom het kniegewricht en ze zorgen ervoor dat de knie geen rare bewegingen kan maken. Toch zijn knieblessures nog steeds ongeveer de meest voorkomende vorm van blessures bij sport en een groot deel hiervan betreft een blessure aan één van de kruisbanden in de knie. Door een abnormale draaiing van je knie, kan de kruisband afscheuren. Dit is niet meer te herstellen. De restanten van de kruisband zullen door het lichaam opgeruimd worden en je moet het dus daarna zonder kruisband stellen. Je knie heeft dan meer speling dan normaal en dus moeten de spieren rondom de knie extra getraind worden om de knie weer volledig te kunnen belasten.

Kruisband-herstel operatie

De kruisband kan echter ook middels een operatie hersteld worden. Op dit moment gebruikt de arts hier een stuk van je eigen kniepees voor. Peesweefsel lijkt op het bindweefsel waar de kruisband van gemaakt was, maar het is niet hetzelfde. Er volgt een zeer lang revalidatietraject waarin de nieuwe ‘kruisband’ getraind wordt om de functie van de oude kruisband over te nemen. Daarnaast wordt er ook littekenweefsel gevormd op de plek waar het stuk pees is weggehaald, ook dit speelt mee in de lange revalidatie.

Opdracht

Hoe mooi zou het zijn als je een kant en klare kruisband in je knie kan zetten als deze is afgescheurd? Geen ellenlange revalidatie, want je nieuwe kruisband kan alles wat je oude kruisband ook kon. Er hoeft niet gesneden te worden in de pezen van je knie, wat extra herstel oplevert. Een echte kruisband, gemaakt van je eigen cellen. Dat zou moeten kunnen met tissue engineering! Een kruisband is een relatief eenvoudig orgaan qua opbouw. Maar het moet wel het hele kniegewricht in bedwang houden. De omstandigheden waaronder de kruisband gekweekt wordt, zijn dus van zeer groot belang. Wat voor een bioreactor zou je hiervoor ontwerpen? Een kruisband moet grote trek- en draaikrachten kunnen weerstaan, dus er moet op één of andere manier kracht uitgeoefend worden op het weefsel, terwijl het gekweekt wordt. Hoe maak je daar een opstelling voor? En hoe zorg je dat het weefsel dan ook nog voorzien kan worden van voldoende voedingsstoffen?

P.S. Er is geen goed of fout idee! De wetenschap is er ook nog niet uit, dus het gaat erom dat jullie creatief denken en bekijken wat er allemaal wel mogelijk is en hoe je al die zaken (ook al is het uit een ander vakgebied misschien) kan toepassen bij het ontwerpen van een bioreactor voor een kruisband.