Nederlands onderzoek behoort tot de wereldtop. En daarom laat KIJK-redacteur Laurien Onderwater je in deze rubriek elke maand kennismaken met een wetenschapper van eigen bodem. Deze keer: een gesprek met David Fernandez Rivas over naaldloze injecties.

Wie ben je?

“Ik ben David Fernandez Rivas, 39 jaar en werkzaam als universitair hoofddocent Microsystems Engineering aan de Universiteit Twente. Daarnaast ben ik medeoprichter van twee spin-offs: BuBclean, dat geavanceerde ultrasone processen en reinigingsproducten ontwikkelt, en InkBeams, dat onderzoek doet naar ‘naaldvrije’ injecties. Ik ben geboren in Cuba, maar woon alweer veertien jaar in Nederland.”

Wat doe je?

“Ik heb drie grote projecten lopen, maar het belangrijkste is mijn onderzoek van de start-up InkBeams. Samen met mijn team bestudeer ik de meest effectieve manier om iemand in te enten zonder schade toe te brengen aan de huid. Zo zijn we dus op het idee van naaldvrije injecties gekomen. (Fernandez Rivas en zijn team ontvingen hiervoor in 2017 de prijs voor het Beste Tech-Idee van KIJK, red.) Hiermee zou je in de toekomst dus mensen kunnen injecteren. Maar je kunt ook denken aan het naaldloos aanbrengen van medische tatoeages. Die kunnen littekenweefsels maskeren, of we kunnen tepels tatoeëren bij patiënten die een borstreconstructie hebben gehad. Op onze techniek hebben we vorig jaar patent gekregen en dit jaar ontvingen we een subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek.”

Hoe doe je dit?

“We gebruiken de energie van een kleine laser die continu licht uitzendt. In een handzaam apparaatje stoppen we een buisje met vloeistof plus zo’n laser, die op het buisje staat gericht. Dat apparaatje houden we dan op de huid van de patiënt. Door de interactie met de laser ontstaat er een gasbubbel die de vloeistof met een snelheid van 360 kilometer per uur door het open uiteinde van het buisje drukt. Die snelheid is hoog genoeg om een straal vloeistof direct door de opperhuid heen te laten dringen.”

“Doordat het straaltje niet dikker is dan een mensenhaar en niet te diep in de huid doordringt, maar wel diep genoeg om werkzaam te zijn, is onze verwachting dat de patiënt er niets van voelt. De opperhuid bevat namelijk geen zenuwen. Bovendien is uit verschillende studies gebleken dat sommige vaccins zelfs beter werken als ze minder diep in de huid worden geïnjecteerd. In dat geval heb je ook minder werkzame stof nodig en dat is voor farmaceutische bedrijven weer heel aantrekkelijk. We zijn dan ook al in gesprek met verschillende bedrijven.”

“We hebben de techniek in het lab getest met gelatine en op varkenshuiden en daarbij zagen we geen schade. Nu testen we ook op stukjes mensenhuid; daar verwachten we binnenkort de resultaten van. Verder onderzoeken we hoe we een grotere hoeveelheid vloeistof kunnen injecteren. Dus door of herhaaldelijk een dunne vloeistofstraal op de huid af te vuren of door meerdere straaltjes tegelijkertijd in te brengen.”

Bekijk hier het filmpje:

Waarom doe je dit?

“We willen graag een oplossing op de markt brengen die het leven van miljoenen mensen kan veranderen. Zo’n een op de vijf Nederlanders is bang voor naalden en wil zich daarom niet laten vaccineren. Bovendien loopt zorgpersoneel het risico dat ze per ongeluk zichzelf prikken als ze patiënten moeten inenten. En vergeet niet dat er dagelijks miljoenen naalden worden weggegooid; dat is enorm milieuvervuilend. Als wij die problemen kunnen oplossen met onze techniek is ons doel bereikt.”

Waar lopen jullie nog tegenaan?

“De eerste uitdaging is de menselijke huid. Iedereen heeft een ander huidtype en de huid verandert ook nog eens per seizoen, zelfs per dag. Dat heeft onder andere te maken met de luchtvochtigheid en de temperatuur, die de huid bijvoorbeeld droger kunnen maken. Dat zijn factoren waarmee we rekening moeten houden als we iemand willen injecteren. De uitdaging is dus om een manier te vinden om ieders huid vóór de injectie te karakteriseren, zodat we de injector kunnen aanpassen aan de juiste hoeveelheid vloeistof en de juiste snelheid.”

“Het is ook lastig dat elk vaccin andere ingrediënten heeft. Dus het bestaat niet alleen uit bijvoorbeeld een verzwakt virus, maar ook nog uit eiwitten die de immuunrespons versterken, en andere stoffen. Daar moeten we de laser op afstemmen. Ik wacht nu op samples van een vaccin, zodat ik voor dat type alvast kan uitzoeken waar ik allemaal rekening mee moet houden. Verder willen we de techniek heel graag testen op mensen, het liefst al dit jaar, maar daarvoor heb je natuurlijk toestemming nodig van onder meer de ethische commissie. En dat neemt veel tijd in beslag. Ik denk dat we de tatoeages binnen twee tot vijf jaar kunnen realiseren. Maar voordat de techniek op medisch vlak beschikbaar is, dus voor inentingen, zijn we nog wat jaartjes verder.”

Wat hebben wij aan deze studie?

“Zoals gezegd heeft iedereen een ander type huid en niet alle medicijnen werken optimaal met de traditionele injectiemethode. Ons werk is van belang omdat we met deze naaldvrije techniek medische behandelingen kunnen personaliseren. Maar het belangrijkste is toch echt dat we straks een oplossing hebben voor mensen die angstig zijn voor naalden. Van de gedachte dat we hen straks kunnen helpen, word ik erg blij.”

Deze aflevering van Onderwater Ondervraagt staat ook in KIJK 8/2021, hier te koop.

Meer informatie:

• KIJK: Beste tech-idee van 2017: het naaldloos prikje
• KIJK: Winnaar beste tech-idee is ingenieur van het jaar
• Trouw: Vaccineren zonder naalden? Volgens deze wetenschapper is het mogelijk. ‘We prikken al 200 jaar op dezelfde manier’

Beeld: iStock/Getty Images

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!