Modeleren van een angiogenesis behandeling na een een hartinfarct
Linda Crapts
Dagelijks begeleider: Fred Vermolen
Plaats van afstuderen:
TU Delft
start van afstuderen: december 2011
In april 2012 is de
scriptie
verschenen en een
presentatie gegeven.
De afstudeeropdracht is in september 2012 afgerond met het schrijven van het
afstudeerverslag
en het geven van de
afstudeervoordracht.
Huidige adresgegevens etc. zijn te vinden op onze
alumnipagina.
Korte omschrijving van de afstudeeropdracht:
Een combinatie van een slechte leefstijl en genetische afwijkingen kunnen leiden tot een myocardiaal infarct (een hartaanval). Dit houdt in dat er in een deel van het hart de cellen afsterven. De aanval ontstaat door een onderbreking van de bloed levering, waardoor er ook een zuurstoftekort optreedt, aan een deel van het hart. De onderbreking van de bloed levering is meestal toe te schrijven aan een ophoping van vetzuren en cholesterol.
De dode cellen, in het deel van het hart waar de aanval plaatsvond, scheiden veel collageen af waardoor er erg stijf littekenweefsel ontstaat. Doordat een deel van hart nu dit stijve littekenweefsel bevat, wordt het moeilijker voor de hartspier om bij het kloppen ook dat deel mee te laten bewegen.
Door de weerstand bij het kloppen van het hart zullende huidige (spier)cellen harder moeten werken waardoor deze groter zullen worden. Deze groei leidt ertoe dat de cellen nu sneller zullen afsterven dan in de situatie waar er geen hartinfarct heeft plaatsgevonden. Hierdoor kan er weer een hartaanval plaatsvinden wat kan leiden tot hartfalen en het overleiden van de patiënt.
Om de vorming van het littekenweefsel tegen te gaan, wordt er momenteel een behandeling onderzocht waarbij stamcellen worden geïnjecteerd in het getroffen deel van het hart. Deze stamcellen scheiden onder andere het hormoon TG-beta uit wat de angiogenese bevordert zodanig dat
-
endotheelcellen gestimuleerd worden om zich richting de ?wond? te bewegen (chemotaxis);
-
endotheelcellen gestimuleerd worden om zich te delen waarbij nieuwe haarvaten worden gevormd en uitgebreid (proliferatie).
Tijdens dit project maken we een wiskundig model bestaande uit een aantal gekoppelde niet lineaire partiële differentiaal vergelijkingen met een overheersend hyperbolische structuur door het domineren van de chemotaxis ten opzichte van de diffusie. Hierdoor komen we voor wiskundige uitdagingen te staan zodanig dat TVD-schema?s belangrijk zullen zijn.
Op lange termijn willen we een aanpak voor het driedimensionale probleem hebben waarbij de geometrie, de vorm, van het hart aan te passen zijn. Met dit doel in ons hoofd zullen we gaan kijken naar de discontinue Galerkin methode (DG) met het gebruik van driehoekige elementen. De vragen die wij ons stellen tijdens het onderzoek zijn:
-
Hoeveel stamcellen moeten er worden geïnjecteerd?
-
Hoe moesten ze worden geïnjecteerd om toe te treden bij het hartweefsel?
-
Hoe verandert de situatie als we te maken hebben met een diabetes patiënt?
We stellen ons de laatste vraag omdat er een verband is tussen de kans op een hartaanval en het hebben van diabetes. Dit aangezien diabetes zorgt voor nauwere haarvaten en dus een kleinere toevoer van bloed.
Hart met dode hartspier
Toepassing van stamcellen
Contact informatie:
Kees
Vuik
Terug naar de
home page
of de
afstudeerpagina van Kees Vuik
English