Technische Universiteit Eindhoven

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.