Onder de loep! C.L. Kelder

Cindy L. Kelder is promovenda aan het Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam (ACTA) en doet sinds 1 oktober 2016 onderzoek bij de afdelingen Orale Implantologie en Prothetische Tandheelkunde en Orale Celbiologie. Promotoren van haar onderzoek zijn prof. Daniël Wismijer en dr. Astrid D. Bakker. De redactie van het Nederlands Tijdschrift voor Tandheelkunde stelde 8 vragen over het onderzoek.

Wat onderzoek je?

Mijn onderzoek richt zich op het 3D-printen van biologische materialen voor de stimulatie van botgroei. Bot kan uit zichzelf helen, maar als het defect te groot is, wordt dit een probleem. Ook is er soms te weinig bot in de kaak om orale implantaten te kunnen plaatsen. Biomaterialen die op natuurlijk bot lijken kunnen het lichaam helpen bij het maken van nieuw bot. 3D-printen maakt het mogelijk om de biomaterialen in de specifieke vorm van het defect te creëren, een zogenoemd ‘patient specific construct’. Ik doe onderzoek naar calciumfosfaat bevattende materialen die 3D-geprint kunnen worden, op kamertemperatuur, zodat we daarin biologische componenten, zoals groeifactoren en cellen, kunnen verwerken.

Wat is je drijfveer om onderzoek te doen?

Ik heb altijd veel belangstelling gehad voor onderzoek binnen de regeneratieve geneeskunde omdat daar fundamenteel onderzoek wordt gecombineerd met patiëntgerelateerd onderzoek. Mijn drijfveer is dat je meewerkt aan een oplossing om uiteindelijk mensen te kunnen helpen.

Waarom is juist dit onderwerp interessant om te onderzoeken?

Door de komst van het 3D-printen is het mogelijk om patiënt specifieke constructen te maken. Dit zijn constructen die op maat worden gemaakt voor de individuele patiënt en ook alleen bij die patiënt zullen passen. Men zou bijvoorbeeld kunnen denken aan een soort op maat gemaakte steiger of stelling waar bot in kan groeien of dat door bot kan worden vervangen. Bij een juiste keuze van het biomateriaal en het toevoegen van proteïnen zoals groeifactoren zou met 3D-printtechnologie een exact op maat gemaakte, bij de specifieke patiënt passende botregenererende oplossing kunnen worden gemaakt. Tot op heden wordt dit type constructen met de hand en een frees passend gemaakt. Dit maakt het onderzoek naar materialen die geprint kunnen worden en botgroei stimuleren erg interessant. Uiteindelijk kan het construct met weinig tot geen aanpassingen worden geplaatst en past het construct dan goed in het defect.

Wat zijn de belangrijkste hypothesen en onderzoeksvragen?

De belangrijkste onderzoeksvraag is of we biomaterialen met actieve biologische componenten kunnen printen voor de regeneratie van bot. Maar, om deze vraag te kunnen beantwoorden, hebben we deelvragen te onderzoeken, zoals: hoe reproduceerbaar kunnen we onze biomaterialen printen? Hoe komen de biologische componenten die we in het materiaal verwerken in het lichaam vrij, en blijft de biologische component actief in het stimuleren van botgroei nadat het vrijkomt uit het biomateriaal?

Hoe is het onderzoek opgezet?

Mijn promotietraject duurt 3 jaar en is een samenwerking tussen de sectie Orale Implantologie en Prothetische Tandheelkunde en de sectie Orale Celbiologie van het ACTA. De belangrijkste uitdaging is het printen van een biomateriaal op kamertemperatuur met voldoende vormstabiliteit, zodat we biologische componenten kunnen incorporeren. Als dit is gelukt, zullen we met in vitro-experimenten (bijvoorbeeld celkweek) het materiaal karakteriseren. Belangrijke aspecten hierbij zijn de mechanische eigenschappen en de biocompatibiliteit.

Wat is tot nu toe het grootste probleem waar je tegenaan bent gelopen?

Het grootste probleem was het vinden van een geschikt bindmateriaal dat kan worden gemengd met ons calciumfosfaat biomateriaal, zodat het biomateriaal met voldoende vormstijfheid kan worden geprint. Op dit moment heb ik 2 mogelijke biologische extracellulaire eiwitten geselecteerd waarvan we zullen onderzoeken of er in combinatie met calciumfosfaat een reproduceerbare 3D-structuur te printen is.

Op welke onderzoeksresultaten hoop je?

Ik hoop natuurlijk dat we een biomateriaal kunnen maken waarvan een goede 3D-print is te maken en dat de botgroei stimuleert. Daarnaast zou het mooi zijn meegenomen als dit materiaal betaalbaar en snel kan worden geproduceerd, zodat het uiteindelijk in de kliniek voor veel patiënten beschikbaar is.

Wat levert dit onderzoek voor de tandheelkunde, de patiënt of de mondzorgverlener op?

Uiteindelijk hopen we patiënten met een defect in de kaak of bij wie te weinig kaakbot aanwezig is om implantaten te plaatsen, te kunnen helpen met een patiënt-specifiek construct dat het defect kan helen of het bot kan vergroten.