Een groot probleem is dat pas na een aantal weken behandeling duidelijk wordt of een fractuur goed of slecht herstelt. Als het bot na de standaard behandeling niet goed hersteld is, kan een klinische situatie ontstaan die slecht behandelbaar is. In complexere situaties kan de kans op slecht herstel oplopen tot wel dertig procent. Het belang van een goede behandelmethode van vertraagd of niet helende botbreuken is dan ook groot. Van alle mensen die een bot breken, belanden in Nederland jaarlijks 50.000 patiënten met een botfractuur in het ziekenhuis, waarvan 28.000 moeten worden geopereerd. Naar schatting 5.000 botbreuken genezen problematisch. De kosten zijn enorm, niet alleen vanwege het aantal operaties en de lange herstelperiodes in ziekenhuizen, maar ook door verlies aan productieve arbeidsuren van de patiënten. En de impact zal door de vergrijzing nog groter worden, omdat het aantal slecht behandelbare botbreuken met de leeftijd toeneemt, onder andere als gevolg van osteoporose (botontkalking).
Het is dus belangrijk om goed te kunnen voorspellen in welke situatie een fractuur wel of niet goed zal herstellen. Om dergelijke voorspellingen te doen, zijn in internationale onderzoeksgroepen verschillende modellen ontwikkeld. De vraag van het onderzoek van Isaksson was hoe goed de voorspellende waarde van deze modellen is, en hoe algemeen bruikbaar de modellen zijn.
Daarom werden allereerst deze bestaande methodes om het herstelproces van botbreuken te beschrijven met elkaar vergeleken. Een opmerkelijke uitkomst was dat de voorspellende waarde van veel modellen onvoldoende is bij complexere botbreuken, terwijl juist dan de kans dat herstel problematisch verloopt kan oplopen tot wel dertig procent.
“We vonden dus dat modellen van anderen tekort schieten in complexere situaties. Maar zo gaat dat nu eenmaal in de wetenschap. Wij wilden de modellen algemener en breder toepasbaar maken, en daarvoor zijn de modellen oorspronkelijk niet ontwikkeld. Dan moet je ze aanpassen op punten waar ze tekort schieten.”

Microbewegingen
Het mechanisme van botherstel is tot dusverre nog niet goed begrepen. In essentie gaan cellen in en om de fractuur zich aanpassen aan de nieuwe situatie. Ze worden botcellen of kraakbeencellen en gaan, hopelijk op de juiste plek, nieuw bot en kraakbeen maken. Dit wordt door een tweetal factoren beïnvloed. Op mechanisch gebied is de belasting op het bot en de beweging tussen de verschillende botonderdelen van belang. Het helemaal vastzetten van de verschillende botten, zoals vroeger gebruikelijk was, is nu bijvoorbeeld vervangen door het toestaan van microbewegingen. Daarnaast is de biologische omgeving van belang. Leveren de omringende bloedbanen voldoende voedingsmiddelen aan, komen voldoende cellen in het fractuurgebied, en worden nieuwe cellen voldoende gestimuleerd tot het maken van nieuw weefsel? Isaksson heeft met name verbeteringen doorgevoerd die betrekking hebben op het beter beschrijven van deze biologische, cellulaire processen die bij fractuurheling een rol spelen.
De kunst van de juiste behandelingswijze is om de juiste externe factoren te bepalen (mechanische belasting en biologische omgeving) om het herstelproces optimaal te ondersteunen. Om die slag te maken, van de macroscopische maatregelen als bijvoorbeeld het spalken met metalen platen, naar microscopische groeiprocessen op celniveau, zijn mathematische modellen nodig. Er is dan ook behoefte aan modellen die, gebruikmakend van de eindige-elementenmethode, het herstelproces in specifieke gevallen kunnen voorspellen. Hiermee kunnen uiteindelijk patiënt-specifieke behandelstrategieën worden ontwikkeld. Maar zover is het nog niet.
Isaksson heeft de modellen gevalideerd door voorspellingen steeds te vergelijken met botherstel zoals dat in vivo plaatsvindt onder verschillende condities. Daarvoor werkte ze deeltijds bij de AO Foundation (Association for Osteosynthesis) in Davos, Zwitserland. Hier was ze betrokken bij onderzoek baar botherstel bij schapen en muizen.
Het uiteindelijke resultaat is dat de modellen toepasbaar zijn geworden voor het voorspellen van fractuurheling in bijzondere gevallen, maar ook bij het voorspellen van botgroei in situaties waar een arts probeert bot te verlengen door botstukken langzaam uit elkaar te trekken. Dit is een belangrijke techniek om nieuw bot te genereren op plaatsen waar bot is verwijderd vanwege een tumor, of wanneer er veel beenlengteverschil is bij een patiënt. Het wordt ook veel toegepast voor het herstellen van bot in kaken, wanneer implantaten moeten worden geplaatst. Dit proces kon door geen van de bestaande modellen worden beschreven, maar met het model van Isaksson kunnen nu de lengte en snelheid waarmee het bot wordt uitgerekt worden geoptimaliseerd. Isaksson: “De modellen helpen ons bij het begrijpen van problemen die kunnen optreden bij fractuurheling. Deze inzichten zijn belangrijk voor orthopeden en dus voor de patiënt. Echter, er is nog een lange weg te gaan voordat dergelijke modellen voor individuele patiënten zullen worden gebruikt.”/.