Al meer dan tien jaar wordt onderzoek gedaan naar zogeheten scaffolds: structuren die als steiger dienen waarin nieuw kraakbeen kan ingroeien. Waar rond 2010 vooral osteochondrale “matjes” centraal stonden, zien we anno 2025 een verschuiving richting hydrogels – zachte, injecteerbare materialen die zich beter naar het defect vormen en minder invasieve ingrepen mogelijk maken.
Klassieke osteochondrale scaffolds
De eerste generatie bestond uit meerlaagse matjes die zowel kraakbeen als bot moesten nabootsen. Ze werden chirurgisch geplaatst en boden cellen houvast om weefsel te vormen. Klinisch leverden ze redelijke resultaten op, maar het proces was complex en het herstelde weefsel vaak wisselend van kwaliteit.
Techniek en functionaliteit
De toepassing van het kraakbeenmatje is een nauwkeurig proces. Eerst wordt een deel van het kraakbeendefect verwijderd tot aan het gezonde subchondrale bot. Vervolgens wordt een stuk van het biomateriaal op maat gesneden en in het defect geplaatst. Het contact met bloed zorgt voor de hechting van het materiaal, en het matje wordt stevig op zijn plaats gehouden.
Na de behandeling moet het gewricht gedurende zes weken onbelast blijven om optimale genezing en regeneratie mogelijk te maken. Na verloop van tijd groeit het kraakbeenmatje in het defect en wordt het volledig geïntegreerd met het gewricht, wat bijdraagt aan de herstelde functionaliteit van het gewricht.
Bi-layered composite scaffold
Naast de osteochondrale scaffolds zijn er ook ontwikkelingen geweest in “Bi-layered composite Scaffolds”. In het Nederlands betekent dit ’tweelaagse samengestelde ondersteuningsstructuren’. Dit klinkt misschien ingewikkeld, maar het is eigenlijk een soort matje met twee lagen dat wordt gebruikt om beschadigd kraakbeen te helpen herstellen.
Deze ‘scaffolds’ zijn een beetje zoals een steiger die bouwvakkers gebruiken: ze geven ondersteuning. In dit geval geven ze ondersteuning aan de cellen die nodig zijn om nieuw kraakbeen te laten groeien.
(A) Een tekening die laat zien waar in de knie een stukje bot en kraakbeen beschadigd is, dit wordt aangegeven met een zwart rondje.
(B) Een tekening van een speciaal matje met twee laagjes, gemaakt van een materiaal genaamd PLGA, dat gebruikt wordt om het beschadigde gebied te helpen herstellen.
(C) Een super close-up foto, gemaakt met een krachtige microscoop, die de kleine gaatjes in het matje laat zien. Er is een blauwe lijn die aangeeft waar de twee laagjes van het matje elkaar raken.
(D) Nog een super close-up foto die laat zien hoe botcellen (BMSCs) zich aan de binnenkant van het matje vastmaken in het kraakbeen-gedeelte nadat ze een week hebben kunnen groeien.
(E) Een nog dichterbij ingezoomde foto van een deel van foto (D). Je kunt gele pijltjes zien die wijzen naar de cellen die zich aan de gaatjes in het matje hebben vastgemaakt.
BMSCs staat voor beenmerg-afgeleide mesenchymale stamcellen, PLGA is een soort plastic dat vaak in de medische wereld wordt gebruikt.
De stap naar hydrogels
De overgang van vaste kraakbeenmatjes naar hydrogels komt voort uit twee grote uitdagingen: de operatieve belasting en de beperkte kwaliteit van het gevormde weefsel. Klassieke scaffolds moesten op maat worden gesneden en chirurgisch vastgezet in het kraakbeendefect, wat de ingreep complex maakte. Bovendien bleek het nieuwe weefsel vaak geen duurzaam hyalien kraakbeen, maar stug fibrocartilage.
Hydrogels bieden hiervoor een eleganter alternatief. Omdat ze vloeibaar worden ingebracht, kunnen ze zich vanzelf naar het defect vormen. Binnen seconden tot minuten verharden ze ter plekke tot een stevige gel, zonder dat er gehecht of geschroefd hoeft te worden. Dit maakt de procedure minder invasief en technisch eenvoudiger.
Het bekendste voorbeeld in Nederland is CartRevive® van Hy2Care, een resorbeerbare hydrogel die in een defect wordt geïnjecteerd en daar tijdelijk dienstdoet als “steiger”. Cellen uit het omliggende weefsel kunnen erin binnendringen en matrix aanmaken, waarna de gel langzaam oplost. In theorie ontstaat zo nieuw kraakbeen – al laten onafhankelijke studies tot nu toe zien dat de kwaliteit wisselend is en vaak richting fibrocartilage gaat.
De nieuwste ontwikkeling is de stap naar bioactieve hydrogels. Waar CartRevive vooral een passief scaffold is, proberen bioactieve varianten méér te doen: ze bevatten synthetisch ontworpen bindingsplaatsen en ingebouwde signalen (zoals groeifactor-mimetica of peptide-sequenties) die stamcellen en kraakbeencellen actief sturen. Daarmee bootsen ze deels na wat eerder via BMAC (Bone Marrow Aspirate Concentrate) werd geleverd: biologische prikkels die de vorming van hyalien kraakbeen bevorderen. In dierstudies leverde dit weefsel op dat veel sterker lijkt op gezond, functioneel kraakbeen – maar klinisch bewijs bij mensen ontbreekt nog.
Toekomstige richtingen
De ontwikkeling van scaffolds en hydrogels staat niet stil. Waar de eerste generatie vooral passieve steigers bood, verschuift de aandacht nu naar gepersonaliseerde en bioactieve oplossingen. Dankzij 3D-printtechnieken en biomaterialen op maat kan de structuur van een scaffold steeds beter worden afgestemd op de anatomie en belasting van het gewricht. Tegelijkertijd worden hydrogels ontworpen die niet alleen ruimte bieden, maar ook actieve signalen bevatten om stamcellen en kraakbeencellen te sturen richting de vorming van gezond, hyalien kraakbeen.
Onderzoekers experimenteren daarnaast met combinaties van cellen, groeifactoren en slimme materialen die zich gedragen als het natuurlijke kraakbeen, inclusief meerdere lagen die bot en kraakbeen naadloos met elkaar verbinden. In laboratoria en in vroege dierstudies zijn de resultaten veelbelovend: steviger weefsel, betere integratie en soms zelfs herstel dat sterk lijkt op natuurlijk kraakbeen.
Voor patiënten met kraakbeendefecten kan dit in de toekomst leiden tot minder invasieve en duurzamere behandelingen. Toch geldt: veel van deze technologieën bevinden zich nog in een onderzoeksfase. Onafhankelijke klinische studies moeten nog uitwijzen of ze ook bij mensen structureel werken, en of ze op termijn inzetbaar zijn bij bredere aandoeningen zoals artrose.
Conclusie
In iets meer dan tien jaar tijd is het veld van kraakbeenherstel verschoven van klassieke kraakbeenmatjes naar innovatieve hydrogel-gebaseerde scaffolds. Deze ontwikkeling laat zien hoe snel de biomedische technologie zich beweegt, maar ook hoe complex duurzaam kraakbeenherstel in werkelijkheid is.
De hoop is dat de volgende generatie bioactieve hydrogels en gepersonaliseerde scaffolds écht het verschil gaat maken – met behandelingen die minder belastend zijn en meer lijken op het oorspronkelijke kraakbeen. Tot die tijd blijft kraakbeenherstel een terrein van veelbelovende experimenten, waarin verwachtingen en harde klinische bewijzen nog niet altijd hand in hand gaan.
