## Hoe maakt men nieuw kraakbeen?

Beschadigingen aan kraakbeen, zoals een beschadigde meniscus (afb. 1) of een afgesleten gewrichtsvlak, herstellen zich niet vanzelf door het ontbreken van bloedvaten en zenuwcellen. Bovendien delen kraakbeencellen zich nauwelijks. De cellen zitten ingepakt in een dikke laag stevige gelei, die de eigenlijke kraakbeenstructuur vormt. Door middel van weefselkweek kunnen autologe kraakbeencellen worden gekweekt in een matrix die de structuur van het kraakbeenweefsel vormt. De matrix met cellen kan vervolgens op de plaats van het defect worden ingebracht (afb. 2)

De kraakbeencellen worden van een andere plaats in het lichaam geoogst en behandeld met eiwitsplitsende enzymen, zodat de extracellulaire matrix (ECM) wordt afgebroken. Wat overblijft zijn cellen, waar nog een pericellulaire matrix (PCM) omheen ligt. Deze matrix voorziet de cellen van de benodigde zuurstof en voedingsstoffen, en voert afvalstoffen af.

Afbeelding 1 Kraakbeenbeschadiging Afbeelding 2 Kweken van cellen op matrix

Na het oogsten van de cellen wordt de extracellulaire matrix (ECM) m.b.v. enzymen afgebroken. Wat overblijft zijn cellen gelegen in een pericellulaire matrix (PCM). Deze matrix voorziet de cellen van de benodigde voedingsstoffen en zuurstof en voert afvalstoffen af. (afb. 3). Cellen die op kweek worden gezet zullen gaan dedifferentiëren, hierbij zullen zij meer kraakbeenepitheelweefsel gaan vormen en hun kenmerkende ronde vorm verliezen (afb. 4). Door dit vormverlies zal ook de functie van het kraakbeen verloren gaan en zal geen nieuw ECM vanuit de chondrocyten worden gevormd

Afbeelding 3 Kraakbeencellen in matrix Afbeelding 4 Dedifferentiatie kraakbeencellen

De vraag is dan ook hoe kunnen in vitro kraakbeencellen worden gevormd die dezelfde vorm en functie behouden als in vivo cellen?

Tom Kamperman (vakgroep Developmental BioEngineering, UT) doet onderzoek hoe een kraakbeencel kunstmatig kan worden ingebed in een microgel. Hij gebruikt hiervoor lab-on-a chip technologie. De kraakbeencel wordt door een olie-emulsie geleid. D.m.v. UV-licht wordt een hydrogel rondom de kraakbeencel gegenereerd. (afb. 5). Deze hydrogel dient als matrix rondom de chondrocyt. De zo gevormde ingekapselde chondrocyten zijn 25-50µm groot. In de tweede stap van het onderzoek worden groeifactoren en ECM bevorderende stoffen toegevoegd om zo goed mogelijk de natuurlijke situatie na te bootsen. De toepassing van dit idee is dat op deze wijze verkrijgen ingekapselde autologe kraakbeencellen middels een injecteerbare pleister worden ingebracht in een kraakbeendefect bij bijv. artrose-patiënten (afb. 6).

injecteerbare kraakbeenpleister