Het hart telt vier kleppen. Als er problemen zijn betreft het vaak de aortaklep, die voorkomt dat bloed vanuit de lichaamsslagader terugstroomt in de linkerkamer. Op latere leeftijd kan deze verkalken. De klep opent en sluit dan niet meer goed en de linkerkamer moet harder werken om voldoende bloed door de vernauwde uitgang de aorta in te pompen. Na verloop van tijd zal dat resulteren in hartfalen.

Bij vervanging van de hartklep staat de patiënt een zware operatie te wachten. De hartchirurg opent de borstkas, snijdt de oude aortaklep eruit –terwijl de lichaamscirculatie wordt overgenomen door de hart-longmachine– en plaatst een mechanische klep.

Een voordeel van zo’n kunstklep is dat hij tientallen jaren meegaat. Nadeel is wel dat hij het ontstaan van bloedstolsels stimuleert. Daardoor moeten patiënten de rest van hun leven bloedverdunners slikken, met een verhoogd risico op bloedingen als gevolg.

Voor degenen die geen openhartoperatie kunnen ondergaan vanwege een kwetsbare gezondheid –meestal patiënten van 80 jaar of ouder– is er sinds enkele jaren een alternatief, vertelt dr. Paul Gründeman, experimenteel hartchirurg in het UMC Utrecht. Bij hen kan de interventiecardioloog een nieuwe hartklep plaatsen met een katheter die via de liesslagader naar het hart gaat. In dit geval zit een biologische hartklep –gemaakt van het hartzakje van een rund, een paard of een varken– in een buisvormig gaasje opgevouwen in de katheter.

Op de plaats van bestemming wordt de oude hartklep eerst opgerekt. Vervolgens wordt de nieuwe geplaatst: een ballon blaast zich op, de gazen ring ontvouwt zich en zet zich vast op de plaats van de oude klep. De vernauwing is daarmee direct opgeheven en de patiënt knapt meestal snel op.

Als de liesslagader te smal is, van slechte kwaliteit of als de aortaboog verkalkt is, kan een hartchirurg de hartklep plaatsen via een alternatieve route. „Hij gaat dan via een kleine snede onder de linkertepel door de hartpunt naar binnen en benadert de aortaklep vanuit de linkerhartkamer. De resultaten van beide routes zijn min of meer vergelijkbaar.”

Een belangrijk nadeel van de biologische hartklep is dat hij slechts zeven tot tien jaar meegaat. Is hij versleten, dan zou de patiënt alsnog een openhartoperatie moeten ondergaan om hem te vervangen.

Voor hoogbejaarden is die korte levensduur vrijwel nooit een probleem, stelt Gründeman. „Een falende klep is zelden de reden van overlijden.” Hij hoort echter dat buitenlandse interventiecardiologen de biologische kleppen bij steeds jongere mensen implanteren, omdat ze die ingreep snel kunnen uitvoeren. „Dan ben je verkeerd bezig. Deze patiënten zijn immers fit genoeg om een openhartoperatie te ondergaan. Zij zijn niet gebaat bij een biologische klep met een beperkte levensduur.”

Toch ziet ook Gründeman graag dat meer patiënten via de minder belastende kathetermethode kunnen worden geholpen. Maar dan wil hij eerst een vervangende klep in handen hebben waarvan hij weet dat die tientallen jaren meegaat.

Mogelijk heeft hij daarvoor het juiste materiaal gevonden. Tijdens een rondleiding bij het chemieconcern DSM stuitte de Utrechtse onderzoeker namelijk op de kunstvezel Dyneema. „Ik vernam dat deze uiterst flexibel is en tegelijkertijd vijftien keer sterker dan staal.” Ideaal voor een kunsthartklep die in een jaar 36,5 miljoen keer opent en sluit én dat decennialang moet volhouden zonder te vervormen of te slijten, dacht Gründeman.

Een hartklep van Dyneema Purity –geschikt voor inwendig gebruik– kan bovendien kleiner worden opgevouwen dan een hartklep van dierlijk materiaal. Wanneer een kleiner pakketje de bloedbaan in gaat, zal dat helpen om de liesslagader te sparen, vermoedt Gründeman. Beschadiging van dit vat door de katheter is op dit moment namelijk een veelvoorkomende complicatie. „Biologische kleppen zijn dikker dan menselijke kleppen. Met Dyneema kunnen we een natuurlijke dikte aanhouden; die varieert van 40 micrometer tot 1,5 millimeter.”

Een vraag die Gründeman echter moet beantwoorden voordat zo’n klep bij mensen geïmplanteerd kan worden, is hoe de kunstvezel zich in de bloedbaan gedraagt. Als de stof de stolling bevordert, moet de patiënt, net als bij de huidige mechanische kleppen, constant bloedverdunners slikken. „Ik hoop dat je met Dyneema Purity toekunt met minder antistolling, al verwacht ik dat het niet helemaal zonder kan.” Ook mogen de klepvliezen niet met bindweefsel overwoekerd raken, omdat ze dan hun elasticiteit verliezen.

Gründeman hoopt over twee jaar het antwoord te hebben op deze vragen. Daarvoor werkt de Utrechtse vakgroep experimentele cardiologie –hartchirurgen, vaatchirurgen en een promovendus– samen met de afdeling DSM Biomedical. Blijkt de hartklep ook in proefdieren goed te werken, dan kan de stap naar de mens worden gemaakt.

Veelzijdige vezel

Dyneema, de sterkste kunstvezel ter wereld, kent een scala aan industriële toepassingen. In de scheepvaart wordt hij gebruikt in touwen, kabels en visnetten. De vezel wordt ook verwerkt in veiligheidshandschoenen om te voorkomen dat medewerkers zich snijden aan metaal en glas. Dyneemaweefsel wordt verder gebruikt door de politie en het leger voor kogelwerende bepantsering en kleding.

Dyneema Purity is geschikt voor medische toepassingen, bijvoorbeeld in zeer sterk hechtmateriaal voor gescheurde pezen of ter correctie van een verkromming van de wervelkolom (scoliose).