‘Een patiënt die een implantaat ontvangt, zoals een pacemaker of een knieprothese, heeft 1 tot 5% kans op een infectie’, stelt Ton Loontjens, emeritus hoogleraar polymeerchemie aan de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Bij katheters die een maand blijven zitten, is dat zelfs 100%. Vaak kunnen antibiotica of het immuunsysteem zelf zo’n infectie de baas, maar soms moet het implantaat eruit.’

‘Implantaatproducenten zijn unaniem enthousiast’

Dat is vervelend voor de patiënt en een kostenpost voor de maatschappij, benadrukt Loontjens. Bovendien kan zo’n infectie fataal zijn voor mensen met een zwakke gezondheid. Kortom, er moest een oplossing komen. Die denkt Bioprex Medical gevonden te hebben. Van dit bedrijf, dat op 28 augustus dit jaar werd opgericht, is Loontjens CTO.

Stressmechanisme

Loontjens werkte 35 jaar bij DSM. Daar ontwikkelde hij onder meer ideeën over nieuwe antibacteriële coatings met quaternaire ammoniumionen als het werkzame bestanddeel. ‘Deze ionen kennen we in oplossing al meer dan 80 jaar als ontsmettingsmiddel’, vertelt Loontjens. ‘Het werkingsmechanisme is bekend: de ionen penetreren de bacteriecelwand, die daardoor gaat lekken. De bacterie gaat dan dood.’

Loontjens wilden zijn ammoniumionen echter niet in oplossing gebruiken, maar vastzetten op biomedische implantaten, zodat ze niet konden weglekken. ‘Mijn collega’s bij DSM twijfelden sterk of ze dan nog wel zouden werken. Want geïmmobiliseerde ionen kunnen immers niet meer penetreren? Ik had er wel vertrouwen in en besloot het onderzoek bij een universiteit voort te zetten.’

Zo kreeg Loontjens in 2005 een deeltijdaanstelling aan de Rijksuniversiteit Groningen. Dat wierp enkele jaren later zijn vruchten af. Want daar ontdekten Loontjens en zijn team dat geïmmobiliseerde quaternaire ammoniumionen bacteriën doden via een heel ander mechanisme. ‘Bacteriën zijn van nature negatief geladen’, legt Loontjens uit. ‘Door nu de coating via die ammoniumionen een hoge positieve lading te geven, ontstaat er een sterke elektrostatische aantrekking. Als de ladingsdichtheid van de ionen boven een bepaalde grenswaarde uitkomt, ondervinden de bacteriecellen zelfs zo’n sterke aantrekkingskracht dat ze als het ware uiteen worden gereten. Dat principe hebben wij gelanceerd als het stressmechanisme.’

Optimaliseren

Kort na deze ontdekking zocht Pieter André de la Porte, directeur van Zorginnovatie Nederland, contact met Loontjens. ‘Hij was op zoek naar innovatieve projecten die startups konden worden en zag potentie in de antibacteriële coating. Vanaf toen zijn we met het optimalisatietraject begonnen.’

Dat was hard nodig, want de ontwikkelde receptuur was volgens Loontjens nog niet commercieel toepasbaar. ‘Om een voorbeeld te geven: de eerste coatings kostten acht dagen om aan te brengen’, vertelt hij. ‘Dat hebben we inmiddels teruggebracht naar acht uur door twee alkyleringstappen eruit te halen en te vervangen door een alternatief.’

‘Crosslinks geven de coating een stabiele structuur’

Daarnaast vond er ook veel onderzoek plaats naar de koppelingsagentia die het vertakte polymeer met het oppervlak verbinden. ‘De boomstructuur van het polymeer creëert veel eindgroepen, die met veel aminogroepen kunnen reageren en dus veel lading geven’, legt Loontjens uit. ‘Het polymeer is daarnaast crosslinkbaar en dat geeft de coating een stabiele structuur. Aan het uiteinden van die takken bevinden zich de geïmmobiliseerde ammoniumionen.’

Inmiddels testten de onderzoekers de coating bij zeker tien bacteriesoorten. Van grampositieve bacteriën wordt 99,9% gedood. Gramnegatieve bacteriën bleken soms moeilijker te doden, waarschijnlijk door hun sterkere celwand. ‘Maar wij hebben wel een idee om dit te verbeteren. Een stofje dat de poriën in de bacteriewand wijder maakt, zou ze vatbaarder kunnen maken voor de elektrostatische krachten.’

Licenties of verkopen

Het team van Bioprex bestaat nu uit drie personen: CEO André de la Porte, die voor de financiering zorgde, CTO Loontjens, de technicus, en sinds kort Jurr van Ramshorst, die de zakelijke belangen behartigt. Er is ook een goede samenwerking met het UMC Groningen. ‘Wij maken de coatings, het ziekenhuis doet de antibacteriële testen. Inmiddels zijn we zeker van de bacteriedodende werking. Het is nu zaak de coating in vivo te gaan testen om de cytotoxiciteit na te gaan. Dit doen we in samenwerking met het AMC in Amsterdam.’

’Er is heel veel behoefte aan zo’n coating’

Het produceren van die coatings doet Bioprex niet zelf, geeft Loontjens aan. ‘Wij praten nu met zogenoemde toll manufactorers die katheters en implantaten van onze coating gaan voorzien. Daarnaast hebben wij contact met de implantaatproducenten. Ze zijn unaniem enthousiast over het nut van antibacteriële coatings en stimuleren ons om onze uitvinding verder te commercialiseren. We zijn nu aan het overleggen hoe we onze coatingprocedure compatibel kunnen maken met hun processen.’

Uiteindelijk wil Bioprex ofwel licenties uitgeven, ofwel het hele project verkopen aan een groot bedrijf. ‘Zo’n grote jongen kan er dan echt iets groots van maken’, stelt Loontjens. ‘Ik denk dat er veel interesse zal zijn zodra we onszelf bewezen hebben op de markt. Er is namelijk heel veel behoefte aan zo’n coating. Er komen steeds meer antibioticaresistente bacteriën en de ontwikkeling van nieuwe antibiotica valt tegen. Onze coating kan ervoor zorgen dat infecties niet of nauwelijks meer optreden.’