1
00:00:06,669 --> 00:00:10,171
Kun je een bot laten groeien 
buiten het menselijk lichaam?

2
00:00:10,171 --> 00:00:12,439
Het antwoord kan binnenkort "ja" zijn,

3
00:00:12,439 --> 00:00:15,327
maar voordat we begrijpen 
hoe dat mogelijk is,

4
00:00:15,327 --> 00:00:19,479
moeten we kijken naar hoe botten 
gewoonlijk groeien in het lichaam.

5
00:00:19,479 --> 00:00:24,036
De meeste botten ontstaan in een foetus 
als zacht en flexibel kraakbeen.

6
00:00:24,036 --> 00:00:27,914
Botvormende cellen vervangen 
het kraakbeen met een sponsachtig raster

7
00:00:27,914 --> 00:00:30,998
gemaakt van mineralen 
zoals calcium en fosfaat.

8
00:00:30,998 --> 00:00:33,315
Dit raster wordt harder 
nadat osteoblasten --

9
00:00:33,315 --> 00:00:35,782
gespecialiseerde botvormende cellen --

10
00:00:35,782 --> 00:00:39,225
meer mineralen toevoegen 
die de botten hun sterkte geven.

11
00:00:39,225 --> 00:00:41,852
Hoewel het raster zelf niet 
uit levende cellen bestaat,

12
00:00:41,852 --> 00:00:45,194
vormen zich netwerken van bloedvaten, 
zenuwen en ander levend weefsel

13
00:00:45,194 --> 00:00:47,885
door speciale gangen en kanalen.

14
00:00:47,885 --> 00:00:49,463
Gedurende de ontwikkeling,

15
00:00:49,463 --> 00:00:52,417
versterkt een legioen 
van osteoblasten het skelet,

16
00:00:52,417 --> 00:00:54,749
dat onze organen beschermt, 
ons laat bewegen,

17
00:00:54,749 --> 00:00:57,345
bloedcellen produceert en meer.

18
00:00:57,345 --> 00:00:59,598
Maar dit eerste bouwproces alleen

19
00:00:59,598 --> 00:01:02,988
is niet genoeg om botten 
sterk en functioneel te maken.

20
00:01:02,988 --> 00:01:05,014
Neem een bot dat op deze wijze is gebouwd,

21
00:01:05,014 --> 00:01:06,733
maak er spieren aan vast,

22
00:01:06,733 --> 00:01:09,274
en probeer er een zwaar gewicht 
mee op te tillen.

23
00:01:09,274 --> 00:01:13,023
Het bot zal waarschijnlijk 
breken onder de spanning.

24
00:01:13,023 --> 00:01:14,823
Bij ons gebeurt dit meestal niet,

25
00:01:14,823 --> 00:01:17,452
omdat onze cellen het bot 
constant versterken

26
00:01:17,452 --> 00:01:19,824
en verder uitbouwen daar waar nodig.

27
00:01:19,824 --> 00:01:23,235
Dit principe heet de Wet van Wolff.

28
00:01:23,235 --> 00:01:26,284
Maar materiaal voor botten 
is beperkt beschikbaar

29
00:01:26,284 --> 00:01:28,374
en dit nieuwe, versterkende bot

30
00:01:28,374 --> 00:01:32,545
kan alleen gevormd worden 
als er voldoende materiaal is.

31
00:01:32,545 --> 00:01:35,851
Gelukkig hebben 
de osteoblasten, de bouwers,

32
00:01:35,851 --> 00:01:40,347
een tegenpool die osteoclasten heten, 
de slopers.

33
00:01:40,347 --> 00:01:44,619
Osteoclasten breken de overbodige 
mineraalrasters af met zuren en enzymen,

34
00:01:44,619 --> 00:01:48,452
zodat de osteoblasten 
meer materiaal kunnen toevoegen.

35
00:01:48,452 --> 00:01:52,562
Een belangrijke reden waarom astronauten
in de ruimte constant moeten trainen,

36
00:01:52,563 --> 00:01:56,847
is vanwege het gebrek 
aan spanning op het skelet.

37
00:01:56,847 --> 00:01:58,907
Zoals de Wet van Wolff aangeeft,

38
00:01:58,907 --> 00:02:02,554
maakt het osteoclasten 
meer actief dan osteoblasten,

39
00:02:02,554 --> 00:02:06,018
waardoor het bot 
massa en sterkte verliest.

40
00:02:06,018 --> 00:02:07,518
Wanneer botten toch breken,

41
00:02:07,518 --> 00:02:11,403
heeft je lijf het fantastische vermogen 
om het beschadigd bot te reconstrueren,

42
00:02:11,403 --> 00:02:13,854
alsof het nooit was gebroken.

43
00:02:13,854 --> 00:02:16,515
Bepaalde situaties, 
zoals verwijdering van kanker,

44
00:02:16,515 --> 00:02:18,203
traumatische ongelukken

45
00:02:18,203 --> 00:02:23,282
en genetische fouten gaan 
dit helende vermogen boven de pet.

46
00:02:23,282 --> 00:02:27,490
In het verleden werden 
de gaten opgevuld met metaal,

47
00:02:27,490 --> 00:02:29,088
dierlijke botten,

48
00:02:29,088 --> 00:02:31,630
of botdelen van menselijke donoren,

49
00:02:31,630 --> 00:02:35,028
maar geen van deze zijn optimaal, 
vanwege het risico op infecties

50
00:02:35,028 --> 00:02:37,633
of afstoting door het immuunsysteem

51
00:02:37,633 --> 00:02:41,451
en ze kunnen de meeste functies 
van gezonde botten niet overnemen.

52
00:02:41,451 --> 00:02:46,359
Een ideale oplossing is een bot maken
met de eigen cellen van de patiënt,

53
00:02:46,359 --> 00:02:49,710
dat is aangepast 
aan de exacte vorm van het gat;

54
00:02:49,710 --> 00:02:53,978
en dat is precies wat wetenschappers 
nu proberen te doen.

55
00:02:53,978 --> 00:02:55,873
Zo werkt het:

56
00:02:55,873 --> 00:02:59,863
eerst onttrekken dokters stamcellen 
uit het vetweefsel van de patiënt

57
00:02:59,863 --> 00:03:05,038
en maken CT scans om de exacte afmetingen 
van het ontbrekende bot vast te stellen.

58
00:03:05,038 --> 00:03:07,613
Ze maken dan een model 
van de exacte vorm van het gat,

59
00:03:07,613 --> 00:03:08,918
ofwel met 3D-printers

60
00:03:08,918 --> 00:03:12,127
of door ontcelde koeienbotten te slijpen.

61
00:03:12,127 --> 00:03:14,803
Dat zijn botten waar alle cellen 
uit zijn verwijderd,

62
00:03:14,803 --> 00:03:18,219
waardoor alleen het sponsachtige 
mineraalraster overblijft.

63
00:03:18,219 --> 00:03:21,114
De stamcellen van de patiënt 
worden hieraan toegevoegd

64
00:03:21,114 --> 00:03:23,099
en in een bioreactor gestopt,

65
00:03:23,099 --> 00:03:27,876
een apparaat dat alle omstandigheden 
in het lichaam nabootst.

66
00:03:27,876 --> 00:03:31,017
Temperatuur, vochtigheid, zuurtegraad 
en nutriëntensamenstelling;

67
00:03:31,017 --> 00:03:34,558
alles moet precies goed zijn, 
zodat de stamcellen onderscheid maken

68
00:03:34,558 --> 00:03:36,927
tussen ostreoblasten en andere cellen,

69
00:03:36,927 --> 00:03:38,599
het mineraalraster koloniseren

70
00:03:38,599 --> 00:03:41,873
en het opnieuw vorm geven 
met levend weefsel.

71
00:03:41,873 --> 00:03:43,645
Maar er ontbreekt nog iets:

72
00:03:43,645 --> 00:03:45,312
je kent de Wet van Wolff nog?

73
00:03:45,312 --> 00:03:48,140
Een kunstmatig bot moet 
echte spanning doorstaan,

74
00:03:48,140 --> 00:03:51,093
anders wordt het zwak en broos.

75
00:03:51,093 --> 00:03:54,655
De bioreactor pompt 
constant vloeistof rond het bot

76
00:03:54,655 --> 00:03:59,496
en de druk laat de osteoblasten 
het bot steviger maken.

77
00:03:59,496 --> 00:04:02,113
Voeg dit alles samen en binnen drie weken

78
00:04:02,113 --> 00:04:04,970
is het nu levende bot gereed 
om uit de bioreactor te komen

79
00:04:04,970 --> 00:04:08,018
en in het lichaam van de patiënt
geïmplanteerd te worden.

80
00:04:08,018 --> 00:04:11,580
Hoewel het nog niet zeker is 
dat deze methode werkt bij mensen,

81
00:04:11,580 --> 00:04:15,322
zijn in het lab gekweekte botten al 
succesvol geïmplanteerd in varkens

82
00:04:15,322 --> 00:04:17,016
en in andere dieren.

83
00:04:17,016 --> 00:04:20,655
Testen op mensen 
beginnen wellicht al in 2016.