Onderzoekers ontwikkelden een klein implantaat dat met behulp van koperionen botinfectie moet bestrijden – zonder antibiotica.

Minder bekend dan een oor- of oogontsteking, maar zeker niet minder vervelend, is een botontsteking. Bij zo’n bacteriële infectie ligt op zijn minst een wekenlange antibioticakuur in het verschiet. Niet ideaal, vonden onderzoekers aan de Royal Collega of Surgeons in Ireland (RCSI). Ze ontwikkelden daarom een implantaat dat in het bot de schadelijke bacteriën met koper doodt. Dat zou antibiotica overbodig maken, schrijft het team in vakblad Biomaterials.

Lees ook: Kunnen we bacteriofagen gebruiken als antibiotica?

Bacteriën

Osteomyelitis, oftewel een botinfectie, kan op verschillende manieren worden veroorzaakt. Soms infecteren schadelijke bacteriën het botweefsel direct; door een open botbreuk of bijvoorbeeld tijdens een operatieve ingreep. Een andere manier is door infectie vanuit elders in het lichaam, zoals bloed of ander weefsel dat dichtbij het bot ligt.

Ongeacht het ontstaan van de infectie, is het zaak snel in te grijpen. Een onbehandelde infectie kan namelijk leiden tot een amputatie of zelfs de dood. Momenteel wordt osteomyelitis bestreden door iemand onder meer wekenlang te behandelen met antibiotica. Helaas werkt dat in 30 procent van de gevallen niet, en is de angst voor antibioticaresistentie groot.

Botinfectie (rood omcirkeld) in de voet. © James Heilman, MD/Wikimedia

Implantaat

In een poging die problemen te omzeilen, ontwikkelden de onderzoekers een diskvormig implantaat dat zonder antibiotica de bacteriën doodt en de aanmaak van bot en bloedvaten stimuleert. Het 10 millimeter brede en 5 millimeter dikke schijfje bestaat uit een combinatie van collageen – een lichaamseigen eiwit – en zogenaamd bioactief glas – een materiaal met een reparerende werking.

Het zijn de poriën in het kleine implantaat die de groei van nieuwe bloedvaten en bot aansporen. De openingen zijn namelijk zowel voor vaten als botcellen een aantrekkelijke omgeving om zich te nestelen, waardoor uiteindelijk weer een gezond bot vormt. Het laatste ‘ingrediënt’, de koperionen, rekenen af met de bacteriën.

Het implantaat (wit) werd in een kippenembryo geplaatst om de naast het effect op de botinfectie ook de invloed op de rest van het lichaam te onderzoeken. © Emily Ryan/RCSI

Succes?

Bij experimenten met het koperimplantaat stierf maar liefst 66 procent van de schadelijke bacteriën – in dit geval de Staphylococcus aureus. Daarbij groeide het botweefsel aanzienlijk sneller terug dan bij voorgaande studies; 3,6 keer zo snel, schrijven de onderzoekers.

Voor nu zijn de implantaten enkel in proefdieren getest. Er is dan ook meer onderzoek nodig voordat het nut op mensen duidelijk zal zijn. Volgens de RSCI-onderzoekers is de studie ook nog maar het begin. Naast tests voor uiteindelijk menselijk gebruik, willen ze ook andere versies van het implantaat ontwikkelen. Met diverse antibacteriële stoffen moeten die verscheidene infecties gaan bestrijden.

Bronnen: Biomaterials, Royal College of Surgeons in Ireland, New Atlas, de Ingenieur

Beeld: James Heilman, MD/Wikimedia/CC BY-SA 4.0; Ryan et al., 2019/Biomaterials

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!