Tissue Regeneration and Organ Printing (TROP)
Heeft u nood aan een diagnose of behandeling van een specialist? Surf naar de website van UZ Gent voor meer informatie.
Tissue regeneration en tissue engineering
Tissue regeneration en tissue engineering zijn innoverende onderzoeksdomeinen die zich bezighouden met het herstel en de reconstructie van beschadigde of verloren weefsels in het lichaam. Tissue regeneration verwijst naar het natuurlijke vermogen van het lichaam om beschadigde weefsels te herstellen, bijvoorbeeld na verwondingen of ziekten. Maar soms is deze zelfherstelcapaciteit niet genoeg, wat leidt tot aanzienlijke weefselverliezen.
Tissue engineering is een vakgebied binnen de regeneratieve geneeskunde waarin de wetenschap van engineering en biologie wordt samengebracht om functioneel weefsel te creëren. Dit weefsel wordt in vitro geproduceerd en kan worden gebruikt voor de regeneratie en reconstructie van beschadigde organen of als vervanging voor verloren weefsel. Bovendien is tissue engineering in staat om in vivo-processen te modelleren, zoals normale fysiologische en pathologische omstandigheden. Een ander doel van tissue engineering is de ontwikkeling en het testen van geneesmiddelen in het gecreëerde weefsel.
Er zijn drie cruciale componenten binnen tissue engineering: cellen, signalen en scaffolds. Dit wordt ook wel de 'triade' van tissue engineering genoemd. Weefsel wordt gegenereerd door cellen die zich in een scaffold bevinden, wat een biomateriaal is dat de natuurlijke omgeving van de extracellulaire matrix (ECM) nabootst. Niet alleen is de ECM cruciaal voor cellen, maar het biedt ook ideale omstandigheden voor de werking van groeifactoren (deze vormen de signalencomponent van de 'triade').
Deze innovaties zijn van groot belang voor de plastische chirurgie. Patiënten die reconstructieve ingrepen ondergaan, bijvoorbeeld na een verwonding, brandwonde of borstamputatie, kunnen profiteren van geavanceerde methoden voor tissue regeneration en engineering. Dit stelt chirurgen in staat om beschadigd weefsel effectiever te herstellen en kunstmatige weefsels te ontwikkelen, wat leidt tot betere esthetische en functionele resultaten. Daarnaast dragen deze technieken bij aan een verbeterde kwaliteit van leven voor patiënten, verminderen ze het risico op complicaties en kunnen ze de noodzaak voor vervolgoperaties verminderen. Door deze innovatieve aanpakken te integreren, kan de plastische chirurgie significante vooruitgang boeken in het optimaliseren van behandelmethoden en het verbeteren van de uitkomsten voor patiënten.
Onderzoeksprojecten
Overleving van vetweefsel en SVF
Dit onderzoek richt zich op de ontwikkeling en implementatie van innovatieve technologieën die de overleving van vetweefsel en de bijbehorende stromal vasculair fraction (SVF) aanzienlijk kunnen bevorderen. Het primaire doel van dit onderzoek is om de levensvatbaarheid van autologe vettransplantaties te verbeteren, wat van essentieel belang is voor het succes van reconstructieve ingrepen die gebruikmaken van deze technieken.
- onderzoekers: Bernard Depypere, Margot Van Daele
MISpheroID project
Gent speelt een leidende rol op het gebied van spheroids en organoids, onder andere door een belangrijke publicatie in Nature Methods (Engelstalig artikel). Spheroids zijn kleine cellulaire clusters (±300 μm in diameter) die gebruikt worden als onderzoeksmodellen voor kankeronderzoek en als bouwstenen voor tissue engineering. In samenwerking met het Laboratorium voor Experimenteel Kankeronderzoek (LECR) van UGent, onder leiding van prof. Olivier De Wever, worden de fundamentele eigenschappen van spheroids onderzocht. Daarnaast hebben we het internationale MISpheroID (Minimal Information for Spheroid IDentity) consortium opgericht om richtlijnen te ontwikkelen voor het beter begrijpen en reproduceren van onderzoek met spheroids.
- onderzoekers: Arne Peirsman, Michiel Van Waeyenberge
Degradatie van biologisch afbreekbare biomaterialen
De belangstelling voor biologisch afbreekbare implantaten neemt toe, met toepassingen variërend van reconstructieve chirurgie tot tijdelijke expanders. Het nauwkeurig voorspellen van de afbraak en veranderingen in eigenschappen van deze materialen is essentieel. Eén van de belangrijkste uitdagingen is het ontwikkelen van versnelde testmethoden voor langzamer afbreekbare polymeren zoals PLA en PCL. Momenteel worden versnelde afbraakstudies uitgevoerd voor biopolymeren, met een focus op ontwerpen voor borst expanders. Er worden vergelijkingen gemaakt tussen zure, basische en enzymatische omstandigheden bij verschillende temperaturen, waarbij de resultaten worden gevalideerd met in vivo gegevens. Daarnaast worden in silico modellen ontwikkeld om implantatie en afbraak te simuleren, waardoor de voorbereiding op in vivo studies wordt verbeterd en hun efficiëntie toeneemt.
- onderzoekers: Nicole Ritter, Whitney Van Damme
Ontwikkeling van een gestandaardiseerd autoloog vettransplant verrijkt met bloedplaatjes
In samenwerking met het Transfusion Research Center (TReC) van Rode Kruis Vlaanderen, wordt onderzoek gedaan naar het potentieel van bloedplaatjes bij het stabiliseren van vetweefsel en het creëren van een optimale ondersteunende omgeving. Dit project richt zich op het versterken van de vettransplantatie door gebruik te maken van een matrix van bloedplaatjes, met als doel de overleving van de getransplanteerde vetcellen te bevorderen. Hierdoor kan een betere en meer consistente reconstructie van weke delen worden gerealiseerd. De uitkomsten van dit onderzoek zouden een significante verbetering van autologe vettransplantaties kunnen voorzien en bieden waardevolle perspectieven voor de behandeling van brandwonden, evenals voor toepassingen in de tissue engineering.
- onderzoekers: Marie-Laurence De Prest, Hendrik Feys
3D bioprinting van bloedvaten
Een cruciaal element in het biofabriceren van grote organen is de ontwikkeling van een adequaat vasculair netwerk. Dit omvat zowel een microvasculair netwerk dat de diffusielimieten voor zuurstof en voedingsstoffen overschrijdt, als een macrovasculair netwerk dat snel doorbloeding mogelijk maakt na aansluiting op een in vitro of in vivo voedingsbron. In dit onderzoeksproject wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een innovatief vasculair model voor de biofabricatie van organen, dat zowel macro- als microvasculatuur zal omvatten. De macrovasculatuur wordt gecreëerd door middel van 3D-bioprinttechnologie met nieuwe ontwikkelde biomaterialen. Het microvasculair netwerk wordt gevormd door angiogenetische sprouting vanuit de macrovasculatuur naar geïnduceerde gevasculariseerde microweefsels, waarbij poreuze biomaterialen en self-amplifying RNA-technologie worden toegepast. Dit innovatieve model kan direct worden verbonden met het vaatstelsel van het ontvangende organisme, waardoor de transplantatie van grote ge-3D-bioprinte organen mogelijk wordt.
- onderzoekers: Florian Vanlauwe, Thaïs De Witte, Charlotte Dermaux, Alexandra Cleyman, Arjen Dewaele, Viktor Eeckhout, Amber De Meulenaere, Stef Vermeiren, Sandra Van Vlierberghe, Niek Sanders
Preventie en behandeling van hypertrofische littekens
Brandwonden, chirurgische wonden en wonden na trauma leiden tot een complex biologisch proces van wondgenezing. Preventieve maatregelen en symptomatische behandelingen zijn essentieel om dit proces optimaal te ondersteunen en de ontwikkeling van hypertrofische littekens te voorkomen. Hypertrofische littekens vormen een veelvoorkomend probleem na brandwonden en kunnen zowel fysieke als cosmetische zorgen voor patiënten met zich meebrengen. De behandeling van deze littekens omvat verschillende strategieën, zoals UV-bescherming, hydratatie, druktherapie en, indien nodig, minimaal invasieve ingrepen zoals corticoïde-infiltraties. Een veelbelovende minimaal invasieve techniek is het gebruik van micronaalden, waarmee medicatie direct aan de dermis kan worden toegediend. Deze methode biedt meerdere voordelen, waaronder een verhoogde effectiviteit en verminderd ongemak voor de patiënt. Ons onderzoek naar de toepassing van micronaalden heeft positieve resultaten opgeleverd en onze huidige focus ligt op het ontwikkelen van micronaalden die zorgen voor gecontroleerde en langdurige afgifte van medicatie. Micronaalden tonen veel potentieel in de behandeling van diverse medische aandoeningen, waaronder kanker, artritis en verschillende dermatologische problemen. Daarnaast kunnen ze ook dienen als minder pijnlijke alternatieven voor traditionele injecties, wat vooral voordelig is voor pediatrische patiënten.
- onderzoekers: Karel Claes, Ignace De Decker, Julie Van Durme, Marie Simaey
Dynamiek van celcommunicatie
Een fundamentele stap in de ontwikkeling van hoogwaardige biomaterialen voor weke delen reconstructie na borstkanker is het grondig begrijpen van de menselijke cellulaire en moleculaire processen die vereist zijn voor het creëren en onderhouden van complexe weefsels. In dit onderzoek wordt de cellulaire micro-omgeving van autologe vettransplantatie nauwgezet in kaart gebracht. Hierbij worden belangrijke mediatoren in beeld gebracht die een cruciale rol spelen bij angiogenese, adipogenese en de overleving van vetcellen.
Cellen opereren als architecten van hun omgeving en zijn verantwoordelijk voor het onderhoud, de regeneratie en het remodelleren van weefsels door middel van precieze signalering. Een diepgaand begrip van deze dynamische communicatie is van groot belang, omdat het inzicht biedt in de tissue engineering van complexe weefsels. Binnen dit onderzoeksgebied wordt de interactie tussen cellen in vetweefsel bestudeerd, met als doel specifieke signalen te identificeren en te benutten om de ontwikkeling van complexe weefsels buiten het menselijk lichaam kunnen ondersteunen.
- onderzoekers: Mohammad Ghiasloo, Laura Schelfaut, Esther Hoste
Samenwerkingsverbanden
Onze dienst werkt nauw samen met wetenschappers op verschillende vakgebieden, waaronder de Onderzoeksgroep Orthopedie en Traumatologie, de Onderzoeksgroep Gynaecologie, het Laboratorium voor Experimenteel Kankeronderzoek (LECR), het Cancer Research Institute Ghent (CRIG), de Polymer Chemistry & Biomaterials Group (PBM)(Engelstalige website),het Laboratorium voor Gentherapie, het Gene Cell Tissue Engineering (GATE) platform (Engelstalige website), het Ghent-Fertility and Stem cell Team (G-FaST), en de Ghent Academy of Plastic Surgery (GAPS)(Engelstalige website). Daarnaast zijn we sinds 2024 een samenwerking aangegaan met de Wake Forest University (Engelstalige website).
4Tissue
4Tissue, een biotechbedrijf gespecialiseerd in tissue engineering, richt zich op het ontwikkelen van innovatieve bio-interactieve hydrogels en het toepassen van deze technologie in in vivo situaties. Dit onderzoek omvat onder meer het gebruik van natuurlijke biomaterialen, zoals gelatine, om biocompatibele en afbreekbare oplossingen voor borstreconstructies te creëren. Het bedrijf is opgericht in samenwerking met prof. dr. Phillip Blondeel en prof. dr. Sandra Van Vlierberghe.
4Tissue streeft ernaar natuurlijke en minimaal invasieve behandelingen te ontwikkelen voor weefselreconstructie en -regeneratie. Door gebruik te maken van geavanceerde wetenschappelijke inzichten en een multidisciplinair team van experts, wil 4Tissue de toekomst van regeneratieve geneeskunde vormgeven en de resultaten voor patiënten wereldwijd verbeteren.
- Meer info over 4Tissue (Engelstalige website)
Fonds Breast Engineering
Het Fonds Breast Engineering werd in 2016 opgericht door prof. dr. Phillip Blondeel om onderzoek naar borstreconstructie mogelijk te maken door middel van giften. Deze bijdragen ondersteunen niet alleen het onderzoek, maar dragen ook indirect bij aan het welzijn en de gemoedsrust van vrouwen die getroffen zijn door ablatieve chirurgie na borstkanker.
Wilt u het baanbrekende onderzoek van prof. Phillip Blondeel en zijn team een steuntje in de rug geven? Doe dan een gift!
Publicaties (in het Engels)
Vragen?
Voor onderzoekers en geïnteresseerden is er altijd de mogelijkheid om contact op te nemen met dr. Bernard Depypere (Bernard.Depypere@UGent.be), hoofd van het onderzoek, of prof. dr. Phillip Blondeel (Phillip.Blondeel@UGent.be), het diensthoofd. Zij staan klaar om vragen te beantwoorden, informatie te delen en ondersteuning te bieden in verband met hun expertise en lopend onderzoek. Aarzel niet om hen te benaderen voor verdere samenwerking of voor meer inzicht in hun werk.