Ontwikkeling en preklinische resultaten van een transkatheter aortaklepimplantaat met nieuwe polymeerbladen

Waarom een nieuw type hartklep ertoe doet

Aandoeningen van hartkleppen komen vaak voor bij oudere volwassenen en worden steeds vaker zonder openhartoperatie behandeld, met opgevouwen vervangkleppen die artsen via bloedvaten in het hart plaatsen. Hedendaagse kleppen zijn meestal gemaakt van behandeld dierlijk weefsel, dat na verloop van tijd kan slijten, verkalken en falen — vooral bij jongere, actievere patiënten. Deze studie verkent een andere benadering: een transkatheter aortaklep gemaakt van geavanceerde synthetische materialen die bedoeld zijn om langer mee te gaan, beter bestand te zijn tegen beschadiging en vriendelijker te blijven voor het bloed dat erlangs stroomt.

Een mildere weg om een nauwe klep te herstellen

De aortaklep bevindt zich bij de uitgang van de belangrijkste pompkamer van het hart en opent en sluit bij elke hartslag. Wanneer de klep stijf en vernauwd raakt, moet het hart gevaarlijk hard werken om bloed weg te pompen. Chirurgen kunnen deze klep al lange tijd vervangen, maar die operatie vereist het openmaken van de borstkas en het gebruik van een hart-longmachine. In de afgelopen twee decennia heeft transkatheter aortaklepimplantatie (TAVI) dat veranderd door artsen in staat te stellen een opgevouwen klep via een slagader te plaatsen en in de oude klep uit te zetten. Hoewel dit een doorbraak is voor oudere en hoogrisicopatiënten, vertrouwen huidige TAVI-kleppen nog steeds op dierlijke weefselbladen die kunnen verslechteren, wat beperkt hoe vol vertrouwen ze aan jongere mensen kunnen worden aangeboden.

Een klep opgebouwd uit slimme kunststoffen en geheugend metaal

Het team ontwierp een nieuw TAVI-apparaat dat de dierlijke weefselbladen vervangt door dunne, flexibele "polymere" bladen gemaakt van een gespecialiseerd silicium-gebaseerd polyurethaan (LifePolymer genoemd) en deze monteert op een zelfexpanderend frame van nitinol, een metaallegering die van nature terugveert naar een vooraf ingestelde vorm. Het frame heeft een zandloperprofiel om ruimte te houden voor de kransslagaders van het hart, en de cellen zijn gecoat met dezelfde polymeer om het contact met bloed te verzachten. Rond de basis is een poreuze rok van elektrogesponnen polymeer toegevoegd om de klep te helpen afdichten tegen het native weefsel en lekkage langs de randen te verminderen. Dit ontwerp beoogt de sterkte en vermoeiingsbestendigheid van engineered materialen te koppelen aan de vloeiende bloedstroom van een gezonde natuurlijke klep.

De nieuwe klep onderwerpen aan zware laboratoriumtests

Voordat ze overgingen naar diermodellen, hebben de onderzoekers de klep onderworpen aan uitgebreide laboratoriumtests die jaren van gebruik moesten nabootsen. Ze hebben het nitinolframe 200 miljoen keer gecycled — ruwweg vijf jaar hartslagen — onder belastende omstandigheden en zagen geen breuken, scheuren of vormveranderingen. In een pulserend stromingssysteem dat het kloppende hart nabootst, liet de klep royale voorwaartse stroming toe met drukverschillen en terugstroom binnen internationale prestatiestandaarden. High-speed flow-imaging toonde vloeiende bloedstralen door het centrum, met zeer weinig werveling of stagnatie nabij de bladen of bij de verbindingen, gebieden waar vaak klonters ontstaan. Door de computer gevolgde deeltjes spoelden efficiënt uit, wat duidt op een lage neiging tot het veroorzaken van trombusvorming. Standaard veiligheidsproeven vonden geen aanwijzingen dat de materialen cellen, bloed of DNA beschadigden, of immuun- of allergische reacties opriepen.

De klep testen in levende harten

Om te zien hoe de klep zich in een levende circulatie gedroeg, implanteerde het team de klep in de aortapositie van negen schapen, een vaak gebruikt model voor hartkleppen omdat hun harten met vergelijkbare drukken slaan als bij mensen en hun weefsels snel verkalken. Bij zes dieren slaagde de klepplaatsing en werden deze gevolgd gedurende 90 dagen. Echo’s toonden dat de kleppen vrij openden en sloten, een goede bloedstroom behielden en weinig tot geen lekkage door het centrum of langs de zijkanten produceerden. Bloedtesten bleven binnen normale grenzen, zonder tekenen van beschadiging van rode bloedcellen of orgaanstress. Toen de dieren humaan geëuthanaseerd werden en hun harten werden onderzocht, waren de polymeerbladen nog steeds glad en flexibel, zonder verkalking, scheuren of overmatige littekenvorming die de stroming zou kunnen beginnen te blokkeren. De poreuze buitenrok was begonnen om zachtjes met het omringende weefsel te vergroeien, wat hielp het apparaat te verankeren zonder de beweging van de bladen te belemmeren.

Wat dit voor toekomstige patiënten zou kunnen betekenen

Samengenomen suggereren deze vroege resultaten dat een transkatheterklep opgebouwd uit geavanceerde polymeren op een zelfexpanderend geheugenmetaalframe sterke, stabiele ondersteuning en een gezonde bloedstroom kan bieden, terwijl hij vriendelijk blijft voor bloed en omliggend weefsel — althans gedurende de eerste paar maanden. Als langetermijnstudies bevestigen dat de polymeerbladen daadwerkelijk beter bestand zijn tegen slijtage en verkalking dan dierlijk weefsel, zouden dergelijke apparaten langer mee kunnen gaan en veiliger kunnen zijn voor jongere mensen die anders meerdere klepvervangingen in hun leven zouden kunnen ondergaan. Het werk bewijst nog geen langetermijnvoordeel bij mensen, maar legt het fundament voor vervolgstappen in onderzoek en suggereert een toekomst waarin minimaal invasieve hartklepreparatie duurzaamheid kan combineren met een zachte interactie met het lichaam.

Bronvermelding: Stanfield, J.R., Johnson, G., Belais, N. et al. Development and preclinical results of a transcatheter aortic valve implant with novel polymeric leaflets. npj Cardiovasc Health 3, 14 (2026). https://doi.org/10.1038/s44325-026-00112-x

Trefwoorden: transkatheter aortaklep, polymere hartklep, aortaklepstenose, biocompatibele materialen, cardiovasculaire implantaten