Hij had ook telefooncentrales kunnen gaan bouwen, met zijn achtergrond in de elektrotechniek. Maar hoogleraar klinische biomechanica Jaap Harlaar koos al vroeg in zijn carrière voor het ziekenhuis. ‘Ik was gedreven om zo direct mogelijk betrokken te zijn bij de toepassing van mijn werk. In een telefooncentrale kun je hooguit een schakeling optimaliseren. Nu werk ik direct samen met de mensen die mijn technologische oplossingen gebruiken.’
Sinds 2020 zitten die samenwerkingspartners van Harlaar in het Erasmus MC. Hij voegde zich als biomechanisch ingenieur bij een team van orthopeden, radiologen, epidemiologen en basale wetenschappers die werken aan de gewrichtsaandoening artrose. Zij willen weten: hoe ontstaat de ziekte precies, hoe kunnen we hem vroeg opsporen en wat is de beste behandeling voor welke patiënt?
‘Als je als vrouw oud genoeg wordt, krijg je bijna gegarandeerd artrose’
De tijd dringt om antwoord te vinden op de prangende vragen, want in 2040 zullen naar verwachting 2,5 miljoen Nederlanders te kampen hebben met artrose. Nu zijn dat er ongeveer 1,5 miljoen. Harlaar: ‘In 2040 is artrose de meest voorkomende chronische aandoening. Ter vergelijking: artrose zit dan qua aantal patiënten in dezelfde orde van grootte als de ziekte van Alzheimer.’
Zowel de maatschappij als het individu worden getroffen door de gevolgen van de ziekte, vertelt Harlaar. ‘Patiënten hebben pijn en kunnen slechter bewegen. Dat is zorgelijk genoeg, maar het betekent ook dat ze minder deelnemen aan het maatschappelijk leven. Denk bijvoorbeeld aan mantelzorg en werk.’
De vergrijzing doet daar nog een schepje bovenop, met name voor vrouwen – die twee keer zo vaak artrose hebben. Harlaar: ‘Als je als vrouw maar oud genoeg wordt, krijg je het bijna gegarandeerd.’
Dunner kraakbeen
Over artrose zijn nog een hoop onduidelijkheden. Wat wél duidelijk is, is dat bij mensen met artrose de dikte van het kraakbeen in het gewricht afneemt. Meestal betreft dat de knie of de heup. ‘Artrose wordt weleens gewrichtsslijtage genoemd, maar dat is niet helemaal juist. De kwaliteit van het kraakbeen neemt af en het wordt dunner. Wij noemen dat degeneratie. De vraag die wij stellen is: hoe ontstaat die degeneratie nou precies? En daarna: kunnen we de degeneratie langzamer laten gaan, misschien zelfs stoppen of – in het beste scenario – omkeren?’
Grofweg zijn er twee belangrijke oorzaken van artrose: biologische en mechanische. Om dat te begrijpen kun je het beste een gewricht in actie voor je zien. Als je loopt, komt er druk en wrijving op het kraakbeen in je knie en je heup: het wordt belast. Het gewricht met gezond kraakbeen kan daar tegen, want het is ervoor gemaakt. Maar het is een delicate balans. Op het moment dat de belasting de belastbaarheid overstijgt, gaat de kwaliteit van het kraakbeen achteruit. Daardoor gaat de belastbaarheid nog verder achteruit en kom je in een vicieuze cirkel.
‘Artrose wordt weleens gewrichtsslijtage genoemd, maar dat is niet helemaal juist’
Om het geheel nog wat ingewikkelder te maken, moet je weten dat gewrichten belasting ook nodig hebben. Harlaar: ‘Het is use it or lose it. Bij onderbelasting gaat het kraakbeen ook achteruit. Je kan achteruitgang van het kraakbeen niet oplossen door gewoon minder te lopen. Er is een soort sweet spot waarop het kraakbeen in goede conditie blijft.’
Gloednieuw laboratorium
Het onderzoek van Harlaar richt zich op het precies meten van de belasting van het gewricht. Dat lukt nog niet goed genoeg met de huidige methoden, dus bouwen Harlaar en zijn team een gloednieuw laboratorium in het Erasmus MC. Dat lab combineert biomechanica met beeldvormingstechnieken.
Harlaar legt uit: ‘Imaging, zoals MRI en CT, wordt gebruikt om te zien hoe het gewricht in elkaar zit. Maar je kunt er niet mee zien hoe het gewricht functioneert. Met biomechanica kunnen we de kracht op het gewricht meten, maar die metingen zijn niet heel nauwkeurig. Soms zitten we er centimeters naast, omdat we alleen op de huid kunnen meten. Door imaging en biomechanica samen te voegen, maken we de imaging functioneel en de biomechanica nauwkeuriger. Het beste van twee werelden, zogezegd.’
In de praktijk gaat dat er als volgt uit zien. Een proefpersoon met artrose krijgt markers op het lijf en loopt op een loopband met krachtplaten erin. Camera’s meten ondertussen via de markers hoe iemand beweegt, terwijl constant een soort röntgenfoto’s worden gemaakt, met een lage dosis straling. Het resultaat – na het toepassing van gepersonaliseerde biomechanische modellen- is een animatie waarop te zien is hoe de druk op het kraakbeen in het gewricht verloopt, tijdens het lopen. Hoe roder de kleur, hoe meer druk.
‘De vraag die we daarmee hopen te beantwoorden is: is de plek waar artrose optreedt ook de plek die het meest belast wordt?’ Het Biomechanica Imaging lab ontwikkelt Harlaar samen met prof. dr. Edwin Oei van de afdeling Radiologie & Nucleaire Geneeskunde van het Erasmus MC.
Andere vakgebieden
De bevindingen uit het Biomechanica Imaging-lab worden gecombineerd met onderzoek van collega’s uit andere vakgebieden. Zoals prof. dr. Gerjo van Osch: een celbioloog die kraakbeen bestudeert op weefsel- en celniveau. Of prof. dr. Sita Bierma-Zeinstra, wereldvermaard artrose-onderzoeker die de ziekte bekijkt vanuit de klinische en epidemiologische hoek. Verder maakt prof. dr. Joyce van Meurs deel uit van het team, die artrose vanuit de genetica bekijkt. Vanuit de TU Delft dragen ook prof. dr Amir Zadpoor en dr.ir. Ajay Seth bij middels de ontwikkeling van biomechanische modellen en sluit prof. dr. Gijsje Koenderink aan vanuit de celbiologie. ‘We proberen vanuit cellen, naar kraakbeen, via gewricht naar individu te gaan. En andersom’, vat Harlaar het samen.
Het is dit team dat ervoor zorgt dat Harlaar met veel vertrouwen de hoop uitspreekt dat over tien jaar de grote artrose-vragen beantwoord zullen zijn. ‘Deze combinatie van voor artrose zo relevante expertises bestaat nergens ter wereld. We hebben hier in Rotterdam en Delft een uniek ecosysteem.’
Cultuurschok
Samenwerking tussen ingenieurs en artsen is prachtig, maar heeft ook uitdagingen. Na een carrière als self made klinisch technoloog, weet Harlaar er alles van. ‘Het kan lastig zijn om elkaar te begrijpen. In de mechanica heb je bijvoorbeeld het begrip stabiliteit. Orthopeden en fysiotherapeuten vatten dat heel anders op dan een ingenieur. Je bent wel even verder voordat je eruit bent wat je allebei bedoelt. Tegen studenten die in het ziekenhuis gaan werken zeg ik altijd: het is alsof je als Europeaan in Afrika of Azië komt. Je komt allerlei dingen tegen waaruit blijkt dat jullie werelden compleet anders zijn. Ze zijn van tevoren niet te benoemen, maar het gaat gebeuren. Je kunt er van alles over lezen, maar snapt het pas als je er bent.
Het doel van het team is heel concreet: vijf gezonde levensjaren toevoegen voor mensen met artrose. ‘We hoeven natuurlijk niet van mensen van 80 te verwachten dat ze nog 10 kilometer gaan rennen. Maar ik zou het fantastisch vinden als we over 10 jaar zoveel beter begrijpen hoe artrose ontstaat en hoe de ziekte verloopt. Door dat begrip willen we ieder individu op de best passende wijze behandelen.’ Die behandeling moet zo vroeg mogelijk beginnen, stelt Harlaar. ‘Het moment dat iemand bij de huisarts aanklopt, moet het startsein zijn. Dan kijk je al naar de eerste gevolgen van de ziekte. Als je dan nog zou wachten met behandelen, gaat er steeds meer gewrichtskraakbeen verloren. Hoe eerder je erbij bent, hoe meer er te winnen is.’
Tuinieren
Nieuwe behandelopties zijn daarvoor van harte welkom. ‘Vroege verschijnselen van artrose worden nu niet behandeld. Het huidige beleid is cru gezegd pappen en nathouden. Mensen krijgen wat oefeningen en pijnstillers. De huisarts en orthopeed zeggen: we kunnen er nu niks aan doen. Op zich klopt dat ook. Het huidige beleid is dat wanneer de klachten te erg zijn is, patiënten een kunstgewricht krijgen. Mooi dat dit kan, maar het is niet altijd succesvol en een knie- of heupprothese gaat niet oneindig mee.’
‘Als het ons lukt om het herstellend vermogen van het kraakbeen aan te wakkeren, komt er een nieuw perspectief . Dat kunnen mensen met artrose pijnvrij blijven tuinieren, boodschappen doen en met de kleinkinderen spelen. Dat is ons doel.’
Prof. dr. Jaap Harlaar is een van de trekkers van het Flagship Healthy Joints van Convergence for Health & Technology. De andere twee trekkers zijn prof. dr. Sita Bierma-Zeinstra van het Erasmus MC en dr. Inge Merckelbach van het Erasmus Universiteit Rotterdam. Convergence is de samenwerking tussen de TU Delft, het Erasmus MC en de Erasmus Universiteit Rotterdam.
Publieksjaarverslag
Dit verhaal komt uit het publieksjaarverslag 2022 van het Erasmus MC: een magazine vol persoonlijke verhalen van onze patiënten, collega’s en studenten. Neem een gratis exemplaar mee uit de lichtblauwe bakken bij de ingangen van het ziekenhuis, of lees het online.
