Jolanda Kluin met hybride hart. Foto: Sensu
Een zacht robothart zou minder complicaties moeten veroorzaken dan een donor- of steunhart. Jolanda Kluin leidt het Holland Hybrid Heart-project, dat 11 miljoen euro kreeg om onderzoek te doen naar dit innovatieve kunstorgaan.
Robotoctopus
Toen de man van Jolanda Kluin zo’n zeven jaar geleden een foto van een robotoctopus in de wetenschapsbijlage zag staan, liep hij gelijk met de krant naar zijn vrouw en zei: ‘Is dat niks voor jou? Kun je daar geen hart van maken?’
Helemaal geen gek idee, vond Kluin, nu hoogleraar en afdelingshoofd cardio-thoracale chirurgie aan het Erasmus MC. En dus nam ze contact op met de in het artikel geportretteerde soft-robotics-onderzoeker: Bas Overvelde van het natuurkundige instituut AMOLF.
Inmiddels werken ze binnen het project Holland Hybrid Heart samen met een brede waaier aan andere wetenschappers aan een zacht alternatief voor een donor- of steunhart. Als alles goed gaat, zou dat over een jaar of tien beschikbaar moeten zijn voor patiënten.
Gemangeld bloed
Wat is dan het grote voordeel van zo’n zacht hart? Kluin verwijst naar de huidige steunharten of Left Ventricular Assist Devices (LVAD’s), die de linkerkamer van het hart ondersteunen. ‘Daar zit een soort metalen schroef in, die het bloed mangelt. Daardoor ontstaan er stolsels, en die kunnen tot complicaties leiden. Om die te voorkomen, moeten patiënten bloedverdunners slikken – die óók weer tot complicaties kunnen leiden.’
Bij een zacht hart speelt dat probleem veel minder. ‘Wij hopen dat het bloed dan nauwelijks verschil merkt: wordt het nu voortgestuwd door een echte spier of door zachte materialen die dezelfde beweging maken?’ En dan zullen op zijn best nog milde bloedverdunners nodig zijn, denkt Kluin.
Draadloos oplaadbaar
Verder hebben de huidige LVAD’s nog zoveel energie nodig dat er bij de patiënten met een dergelijk steunhart een elektriciteitskabel door de huid steekt. ‘Daar kunnen infecties bij optreden. Ook doet zo’n kabel de kwaliteit van leven geen goed’, zegt Kluin. Het idee is om het zachte robothart zó efficiënt te maken, dat het draadloos kan worden opgeladen.
Dat draadloos opladen an sich is trouwens geen speerpunt van het Holland Hybrid Heart, vult de hartchirurg aan. ‘Daar wordt in de buitenwereld zóveel onderzoek naar gedaan en geld in geïnvesteerd, dat het ons niet nodig lijkt om zelf in deze technologie te investeren.’
Laagje eigen cellen
Het zachte robothart moet verder zo min mogelijk elektronica gaan bevatten. In plaats daarvan hopen de makers het hart zo te ontwerpen dat het zelf min of meer ‘aanvoelt’ wanneer het bijvoorbeeld meer bloed moet gaan rondpompen.
Wat er anders kan gebeuren, laat het Franse kunsthart CARMAT zien, zegt Kluin. ‘Dat heeft enorm veel software, wat het foutgevoelig maakt. Daardoor zijn zelfs al een aantal keer patiënten overleden – en dat willen wij natuurlijk voorkomen.’
Tot slot – en dat is het hybride aspect van het hart – is het de bedoeling dat het deel van het hart waar het bloed mee in contact komt, wordt bedekt met een laagje lichaamseigen cellen. ‘Dus de pompkracht komt van niet-lichaamseigen materiaal, maar alles wat het bloed voelt, is van de patiënt zelf.’
Mocht zo’n laagje cellen toch niet mogelijk blijken, zegt Kluin, dan zou een speciale coating kunnen voorkomen dat bloedcellen aan de binnenkant van het hart blijven plakken.
Aanpassen op de computer
Om alle aspecten van zo’n zacht robothart te kunnen onderzoeken, zijn wetenschappers vanuit flink wat verschillende disciplines bij het project betrokken. Naar het laagje lichaamseigen cellen kijken bijvoorbeeld bio-engineers van de TU Eindhoven. Ook een rol spelen textielwetenschappers van de Saxion Hogeschool, omdat het plan is om het materiaal voor het hart te gaan weven.
En de TU Delft levert de expertise om prototypes te modelleren. ‘We kunnen niet duizend prototypes maken’, zegt Kluin. ‘Op een gegeven moment wil je ook op de computer een aanpassing kunnen uitproberen om te zien: wordt het hart daar efficiënter van of niet?’
Getest in een geit
In 2024 werd een vroege versie van het hybride hart al een uur lang getest in een geit. ‘Daarbij hebben we de hartkamers verwijderd en ons eigen prototype ingehecht’, vertelt Kluin.
Dat hart had wel nog allemaal onderdelen die zich buiten het dier bevonden, vervolgt ze. Bovendien lag de geit aan de beademing. ‘Maar het dier heeft voor de hele duur van de proef op het hart geleefd – dus het functioneert wel.’
Ingewikkelde stap
Dit jaar hopen Kluin en collega’s een tweede dierproef te doen. Verder is het de komende paar jaar zaak om zoveel mogelijk verschillende prototypes in het lab te testen, zegt ze, om vervolgens toe te werken naar één prototype dat zo efficiënt en duurzaam mogelijk is.
Einddoel van het huidige onderzoeksproject – dat in totaal zeven jaar duurt – is nog niet een zacht robothart in een patiënt, zegt Kluin. ‘De stap van dier naar mens is een heel ingewikkelde, zeker als het om iets gaat wat zo cruciaal is als het hart.’
In plaats daarvan is de stip op de horizon van dít project om een groot proefdier – een geit, schaap, kalf of varken bijvoorbeeld – drie maanden lang met een zacht robothart te laten rondlopen.
Betaalbaar alternatief
Over een jaar of tien, hoopt Kluin, kunnen dan de eerste menselijke patiënten een zacht, hybride hart krijgen. In eerste instantie zal het daarbij waarschijnlijk gaan om mensen die niet voldoen aan de strenge criteria voor een donorhart, bijvoorbeeld omdat ze ook nierproblemen hebben, verwacht de chirurg. Of het robothart wordt ingezet als overbrugging, totdat er alsnog een donororgaan beschikbaar komt. ‘Maar uiteindelijk moet het een permanent alternatief worden voor een LVAD of harttransplantatie.’
Een betaalbaar alternatief bovendien, als het aan Kluin ligt. ‘We hoeven er niet rijk van te worden. Ik zou het mooi vinden als we dit hart tegen een fatsoenlijke prijs in de markt kunnen zetten.’
Dit artikel verscheen eerder in De Cardioloog.
Waardeer dit artikel!
Vond je dit artikel interessant? Met een kleine bijdrage steun je mijn journalistieke werk en help je deze site in de lucht te houden!
Geef een reactie