## 6. Mechanische aspecten

Mechanische aspecten zijn al een paar keer genoemd, maar waarom zijn die nu zo belangrijk? Je hebt misschien wel een familielid of kennis die last heeft van hart- en vaatziekten. Deze ziekte is momenteel doodsoorzaak nummer 1 binnen de westerse wereld. Daarom zou tissue engineering juist hier een uitkomst kunnen bieden. Dat is helaas niet zo makkelijk als gedacht. Het grootste probleem is dat een hartklep, die aan alle hierboven genoemde eisen voldeed, toch faalde bij proefdieren. Om er achter te komen wat hiervan precies de oorzaak is, moeten we eerst weten aan welke eisen een hart en een bloedvat moeten voldoen.

Laten we eerst eens kijken wat het hart nu precies is. Het hart is een holle spier dat door zich samen te trekken bloed door het lichaam pompt. Hierdoor gaat het bloed door je lichaam stromen. De hartkleppen zorgen ervoor dat tijdens het samentrekken van het hart het bloed doorgelaten wordt naar de slagaders. Daarnaast moeten de hartkleppen ervoor zorgen dat het bloed niet terug stroomt van de slagader naar het hart, als het hart weer opnieuw gevuld moet worden met "vers" bloed. Beide functies van hartkleppen zijn getekend in Figuur 15. In deze figuur stelt de hand de hartspier voor, de ballon is de holle ruimte van het hart en de hartkleppen zijn aangegeven met "A".

Hartkleppen hebben geen spierweefsel en bewegen niet uit zichzelf. Ze openen en sluiten zich door drukverschillen in de bloedstroom, die ontstaan door het afwisselend samentrekken en ontspannen van het hart. Als het hart zich samentrekt, wordt de druk hoger en sluit de ene klep terwijl de andere zich opent. Daardoor stroomt het bloed aan de juiste kant het hart uit. Als het hart zich ontspant, wordt de druk lager en kunnen de holtes in het hart zich weer vullen met bloed, dat aan de andere kant binnenstroomt.

Hartkleppen moeten jaarlijks ongeveer 30 miljoen keer open en dicht gaan, en dat een heel leven lang. Om te testen of de gemaakte hartkleppen dit aan kunnen, moet een machine gebouwd worden die de omstandigheden in het lichaam nabootst (ongeveer 1 keer per seconde open en dicht gaan van de hartkleppen, met de bijbehorende bloeddruk). Al snel kwam men er achter dat mechanische stimulering tijdens de weefselkweek heel belangrijk is. Er werd een extra matrix gemonteerd in de bestaande matrix en de kweek werd voortaan in een speciaal soort machine gezet, zodat de cellen meteen al konden "wennen" aan de krachten die ze uiteindelijk moeten ondervinden. Als de cellen pas gezaaid zijn op de draagstructuur, kunnen de cellen niet meteen alle krachten aan. Immers, deze cellen moeten eerst vermeerderen om de hele draagstructuur te ommantelen. Als het aantal cellen toeneemt, moet ook de kracht, uitgeoefend in de machine, toenemen. Een machine die dit allemaal regelt, noemen we een bioreactor.