Dirk Eijkel
Nieuwe bio-meta-materialen met antibacteriële eigenschappen voor implantaten
Ir. Dirk Eijkel, promovendus bij Biomaterials & Tissue Biomechanics
Wat doe je precies op het snijvlak van techniek en zorg?
Steeds meer bacteriën worden resistent voor antibiotica. Als je dan in de toekomst een botimplantaat plaatst en er komt een bacterie op, dan werken onze huidige (antibiotica)medicijnen niet meer en kan een infectie tot amputatie en zelfs de dood leiden. Op medicijngebied redden we het waarschijnlijk niet om op tijd nieuwe antibiotica te ontwikkelen. Maar biomaterialen kunnen ook antibacteriële eigenschappen hebben. Daar hoef je vaak niet eens ver voor te zoeken, je kunt het in dit geval ook in de natuur vinden. Zo zitten op de vleugels van een libelle allemaal nano-naaldjes waarop bacteriën doodgaan.
We willen botimplantaten met een oppervlak van zulke nano-naaldjes ontwikkelen dat drie doelen dient. Uiteraard moet het oppervlak de groei van botcellen stimuleren zodat het implantaat snel in het lichaam geïntegreerd wordt. Daarnaast dus het doden van bacteriën, die worden als het ware gespiesd. En helemaal nieuw is dat we met de naaldjes de veel grotere immuuncellen willen stimuleren tot het aanvallen van bacteriën. We variëren de vorm van de naaldjes en kijken dan naar de vorm en migratie van de imuuncellen. En vervolgens ook naar welke genen in de immuuncellen geactiveerd worden en welke eiwitten ze uitscheiden. Zo bereiden we ons voor op het post-antibiotica tijdperk.
Ik begon met een studie natuurkunde maar wilde meer hands-on experimenten doen. Nu heb je een biomateriaal, met nano-naaldjes, en dat heeft een medische impact op een veel grotere schaal. Daar word ik op zowel natuurkundig als op medisch gebied heel ‘nerderig’ van. Op dit moment doen we experimenten met platte oppervlakken, maar uiteindelijk willen we de naaldjes op willekeurige driedimensionale vormen kunnen aanbrengen. De kennis van mijn health ambassadeur en promotor Amir Zadpoor is daarbij onontbeerlijk. Hij doet onder andere onderzoek naar biomaterialen die zowel de nano en microstructuren, als de mechanische eigenschappen van bot kunnen nabootsen.
Hoe ervaar jij de medische wereld?
Medici vinden de nano-naaldjes heel elegant omdat het niet om stofjes gaat die zich in het lichaam (kunnen) verspreiden en waar je ziek van gaat worden. Het is ook heel fijn met hen samenwerken in ons consortium. Zij weten veel over celbiologie, wij meer over biomaterialen. We vullen elkaar dus goed aan. Hun kennis is extra belangrijk omdat ons onderzoek zich nog in de beginfase bevindt. Dat werkt ook de andere kant op. Als zij iets vragen kunnen wij snel zeggen of het materiaaltechnisch wel of niet mogelijk is.
Heb je een gouden tip voor ingenieurs die in het medisch domein (willen) werken?
Soms kan zomaar iets beginnen te ontwikkelen goed uitpakken. Maar als je snel vooruitgang wilt boeken, of snel iets wilt ontwikkelen, praat dan vooral met zorgprofessionals want zij kennen de echte problemen. Als je goed naar elkaar luistert dan is het antwoord dichterbij dan je zelf denkt. Dat is het mooie van samenwerken.
En het blijft fundamenteel onderzoek dus het gaat niet altijd zoals je wilt of verwacht, al helemaal niet met celculturen. Dat het anders loopt kan frustrerend zijn, maar vaak is het onverwachte best een mooi resultaat.
Helemaal nieuw is dat we met nano-naaldjes op implantaten immuuncellen willen stimuleren tot het aanvallen van bacteriën