Bij een dwarslaesie zijn de zenuwen in het ruggenmerg zodanig beschadigd dat de patiënt niet meer kan lopen. Het Zwitsers-Nederlandse G-Therapeutics werkt hard aan een systeem om dit letsel te omzeilen.
Elk jaar lopen zo’n 300.000 mensen wereldwijd een dwarslaesie op. Dat kan bijvoorbeeld gebeuren bij een ernstig ongeluk, waar iemand zijn rug breekt. De wervelkolom raakt zodanig beschadigd dat de zenuwen in het ruggenmerg worden doorgesneden en de persoonineens totaal verlamd is. De patiënt komt in een rolstoel te zitten en zal nooit meer lopen.
Truc
Het bedrijf G-Therapeutics legt zich niet neer bij die conclusie. Het probeert om met een slimme truc de onderbreking in de zenuwbanen te omzeilen – een neurale bypass (zie illustratie). Daarvoor moet het ten eerste in het brein de hersensignalen oppikken die te maken hebben met lopen. Vervolgens worden die signalen draadloos verstuurd naar de plek in het ruggenmerg die bij een gezond lijf de beenspieren prikkelt. Ten slotte reageren de spieren in voeten en benen hierop door samen te trekken: de verlamde persoon kan weer lopen.
Littekenweefsel
Dit klinkt als een droomoplossing, maar de route op weg naar dit technologische hoogstandje is nog bezaaid met uitdagingen. De eerste is het stimuleren van het ruggenmerg. Dat lijkt eenvoudig: een kwestie van een elektrode-array in de ruggengraat implanteen, die vervolgens contact maakt met de zenuwcellen die de beenspieren aansturen. Maar na enkele maanden begint er littekenweefsel om het implantaat te groeien en wordt het contact slechter. ‘Het lichaam kapselt het implantaat in. Dat is een natuurlijke reactie op dingen die er niet thuishoren’, zegt Vincent Delattre van G-Therapeutics.
Weinig ruis
Een andere cruciale stap waar G-Therapeutics aan werkt, zijn de draadloze verbindingen. ‘Ten eerste moet de terugkoppel-lus die we ontwerpen robuust zijn, en dus altijd betrouwbaar. Dat alles moet via een draadloze verbinding’, zegt Deckers. ‘Je kunt je voorstellen dat dit hoge eisen stelt aan de signaalkwaliteit: er moet zo weinig mogelijk ruis zijn en een heel betrouwbaar signaal. Verder is het behoorlijk lastig om te bepalen welke elektroden je moet aansturen om de juiste spieren te kunnen prikkelen.’
Dit is het eerste deel van een uitgebreider artikel in het aprilnummer van De Ingenieur. Wilt u de papieren De Ingenieur ontvangen? Probeer eens een proefabonnement.
Openingsfoto: Een patiënt met een gedeeltelijke dwarslaesie rust uit tussen twee revalidatiesessies in het universiteitsziekenhuis van Lausanne (CHUV). Bron Hillary Sanctuary / EPFL
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.