9 februari 2005
PERSBERICHT
Ir. Ronald Ruimerman promoveert aan de Technische Universiteit
Eindhoven (TU/e)
Simulatie botvorming helpt bij osteoporose
Osteoporose is een aandoening waarbij de sterkte van het bot fors
afneemt. Die sterkte wordt voor een groot deel bepaald door
mechanische belasting. Ronald Ruimerman heeft voor zijn
promotieonderzoek aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) voor
het eerst een computermodel ontwikkeld dat op celniveau de botvorming
door mechanische belasting simuleert. Toepassing van zijn model leert
onder andere dat alleen bij een vroegtijdige toediening van
botmedicijnen de botstructuren van astronauten of bedlegerige
patiënten weer geheel kunnen herstellen. Ruimerman verdedigt op 14
februari zijn proefschrift aan de TU/e.
Bot-opeters
Bot is een organisch en bijzonder materiaal. Hoewel het van buiten
zeer solide lijkt, vernieuwen botten zich om de vier jaar. Botten
bestaan bovendien uit twee verschillende structuren. Het corticale bot
aan de buitenkant, een compact weefsel met hoge dichtheid, vangt de
meeste belasting op. Het trabeculaire bot dat binnen in de dikkere
uiteinden van de botten zit, is poreuzer van binnen en kent een
complexe structuur van harde botverbindingen met open ruimtes
ertussen. Aan de vorming van deze twee botstructuren ligt één
mechanisme ten grondslag. De osteoclasten zijn cellen die als een
soort bot-opeters de harde botstructuur oplossen. Een ander celtype,
de osteoblasten, maakt in het kielzog van de bot-opeters weer nieuwe
structuren aan. Deze twee celgroepen maken een zodanige botstructuur
dat het bot de belasting optimaal kan opvangen.
Regisseur
Een derde type botcellen, de osteocyten, stuurt afhankelijk van de
mechanische belasting biochemische signalen naar het botoppervlak. Die
signalen stimuleren osteoblasten tot botvorming terwijl ze de afbraak
door osteoclasten verminderen. Op basis van deze principes heeft
Ruimerman een computersimulatie ontwikkeld. Uit vergelijking met echte
botten bleek dat de gesimuleerde 3-dimensionale botstructuren zeer
goed overeenkomen met menselijke botstructuren. Vervolgens paste hij
het simulatiemodel toe bij osteoporose.
Meno-pauze
Ruimerman heeft ontdekt dat de meno-pauze bij vrouwen kan leiden tot
osteoporose doordat verminderde oestrogenen leiden tot een verhoogde
activiteit van de bot-opeters (osteoclasten). Daarnaast blijkt dat het
bij osteoporose vroegtijdig toedienen van medicijnen die botverval
tegengaan, geen effect heeft op de botmassa maar wel leidt tot
stevigere botten. Het blijkt dat bij vroegtijdige medicatie de
onderliggende trabeculaire botstructuur in tact blijft, terwijl deze
verloren gaat als pas op een later tijdstip medicijnen worden
toegediend.
Technische Universiteit Eindhoven