Onderzoekers van King's College London hebben aangetoond dat wol een veelbelovend alternatief kan zijn voor bestaande materialen die worden gebruikt bij botherstel. In een recente studie blijkt dat keratine, een natuurlijk eiwit afkomstig uit wol, de groei van nieuw botweefsel effectief ondersteunt. De resultaten laten zien dat het gevormde bot sterker lijkt op gezond, natuurlijk bot dan bij gebruik van huidige standaardmaterialen.
Volgens onderzoeker Sherif Elsharkawy is dit een belangrijke doorbraak. Voor het eerst is een op wol gebaseerd biomateriaal succesvol getest in een levend diermodel voor botreparatie. Daarmee verschuift de technologie van een theoretisch concept naar een realistische medische toepassing.
Alternatief voor collageen
Binnen regeneratieve geneeskunde geldt collageen al decennialang als de ‘gouden standaard’ voor het herstellen van botdefecten. Dit materiaal fungeert als een soort steiger (scaffold) waarop nieuw bot kan groeien, terwijl het tegelijkertijd voorkomt dat zacht weefsel het genezingsproces verstoort.
Toch heeft collageen zeker ook beperkingen. Zo is het relatief zwak, breekt het snel af en is het kostbaar om te produceren. Vooral bij botten die mechanische belasting moeten weerstaan, zoals in de kaak of ledematen, kan dit problematisch zijn.
De keratine uit wol biedt hier mogelijk een oplossing. Het is niet alleen sterker en stabieler, maar ook afkomstig uit een hernieuwbare bron. Wol is bovendien vaak een restproduct uit de landbouw, wat het materiaal aantrekkelijk maakt vanuit duurzaamheidsperspectief.
Van lab naar diermodel
Om de potentie van keratine te onderzoeken, ontwikkelden de onderzoekers speciale membranen op basis van dit eiwit. Deze werden chemisch behandeld om ze geschikt te maken als stabiele en duurzame structuur voor botgroei.
In eerste instantie werden de membranen getest op menselijke botcellen in het laboratorium. Daaruit bleek dat de cellen goed groeiden en duidelijke kenmerken van botvorming vertoonden. Vervolgens werd de technologie getest in een diermodel, waarbij de membranen werden geïmplanteerd in schedeldefecten bij ratten die niet vanzelf zouden genezen.
De resultaten waren veelbelovend. Hoewel collageenmembranen in totaal meer botweefsel produceerden, bleek het bot dat met keratine werd gevormd beter georganiseerd en structureel sterker. De vezels waren beter uitgelijnd en vertoonden meer gelijkenis met gezond botweefsel. Daarnaast integreerden de keratinemembranen goed met het omliggende weefsel en bleven ze stabiel gedurende het genezingsproces. Dit zijn cruciale eigenschappen voor toepassing in de klinische praktijk.
Duurzaam
De combinatie van biologische prestaties en duurzaamheid maakt keratine tot een interessant nieuw biomateriaal. Het onderzoek positioneert het als een mogelijke opvolger van collageen binnen botregeneratie.
Volgens Elsharkawy is het onderzoek een belangrijke mijlpaal: het toont aan dat keratine niet alleen in het lab, maar ook in een levend organisme effectief kan bijdragen aan botherstel. Daarmee komt toepassing bij echte patiënten een stap dichterbij.
Met wol als onverwachte grondstof voor medische innovatie laat dit onderzoek zien dat vooruitgang in de zorg niet alleen draait om hightech, maar ook om slimme toepassingen van bestaande natuurlijke bronnen.
Natuurlijke materialen
In 2024 ontwikkelden onderzoekers van het Fraunhofer Instituut een innovatieve, printbare weefselkleefstof die de levensduur van titanium heupimplantaten kan verlengen. Deze lijm wordt op het implantaat aangebracht en zorgt voor een sterkere verbinding met het bot. Die innovatieve technologie was geïnspireerd op mosselen, die zich hechten met eiwitten zoals DOPA.
Dankzij deze biomimetische aanpak kan de lijm zich ook goed hechten aan complexe en oneffen oppervlakken. Bovendien herkent het lichaam de coating als botachtig, wat de integratie en genezing bevordert. Met behulp van 3D-printtechnologie kan de lijm bovendien zeer nauwkeurig worden aangebracht, wat mogelijkheden biedt voor op maat gemaakte implantaten en verbeterde medische toepassingen.
