Onderzoek van twee Groningse promovendi maakt het voor patiënten waarbij het stemorgaan is verwijderd, mogelijk om weer beter te spreken. Spreken zonder strottenhoofd is alleen mogelijk als de luchtpijp, die naar de hals wordt geleid, met een vinger of een ventiel wordt afgesloten. Ir. Albert Geertsema verbeterde de huidige ventielen en ontwierp er bovendien een stevige verankering voor. Een tweede probleem is de kwaliteit van de stem. Ir. Martin de Vries werkte aan een siliconen lipje dat fungeert als kunstmatige stemband. Het geluid hiervan benadert de gewone stem. De Vries promoveert op 5 juli en Geertsema op 12 juli 2000 aan de Rijksuniversiteit Groningen.
De twee onderzoeken maken deel uit van het project Artificial Larynx (kunstmatig strottenhoofd) dat in 1992 in Groningen is gestart. Dit project moet uiteindelijk leiden tot een implanteerbare, inwendige kunstlarynx.
Bij vergevorderde keelkanker is het soms noodzakelijk om het gehele strottenhoofd te verwijderen inclusief epiglottis (strottenklepje) en stembanden. De chirurg leidt de luchtpijp dan naar een opening in de hals. Om stemgeluid weer mogelijk te maken, maakt de chirurg een verbinding tussen luchtpijp (trachea) en slokdarm (esophagus) met daarin een ventiel. Dit is het al eerder ontwikkelde Groninger knoopje of een variant daarvan. Als de halsopening met een vinger of een tweede ventiel wordt afgesloten, stroomt uitgeademde lucht door het Groninger knoopje omhoog langs een sluitspier boven in de slokdarm, die begint te trillen en als stemband (pseudoglottis) fungeert.
Geertsema bestudeert in zijn proefschrift twee onderdelen van een uitwendig kunstmatig strottenhoofd, namelijk het tweede ventiel dat de halsopening afsluit en een weefselconnector waarmee dat ventiel stevig kan worden vastgezet. Stoma-ventielen bestonden reeds, maar om ze te sluiten moest de patiënt eerst hard uitademen. Een nieuw ventiel van Geertsema sluit na hard inademen. De patiënt houdt dan meer lucht over om te spreken. Ook ontwierp Geertsema een ventiel waarmee de patiënt kan hoesten zonder dat het ventiel dichtschiet en de lucht niet weg kan. Om het kleppensysteem stevig en luchtdicht in de hals te fixeren, ontwikkelde Geertsema een verankering die om de luchtpijp heen wordt gelegd. Huidige systemen zitten alleen vastgeplakt op de huid en laten na enkele uren los. De titel van het proefschrift van Geertsema luidt: Tracheostoma valves and their fixation. Towards an artificial larynx
De Vries onderzocht of het mogelijk is om in het Groninger knoopje een kunstmatige stemband aan te brengen. Spreken met de sluitspier laat de stem boerend klinken. Bovendien is het geluid lager dan normaal, wat vooral voor vrouwen vervelend is. De stemvormende prothese van De Vries werkt volgens het 'lipprincipe', vergelijkbaar met de trillende lippen waarmee een trompetspeler geluid voortbrengt. Om de optimale afmetingen en het ideale materiaal te kunnen bepalen, ontwikkelde De Vries een rekenkundig simulatiemodel van de prothese. Hij komt uiteindelijk tot één enkele lip van siliconenrubber, waarvan de werking grote gelijkenis vertoont met een natuurlijke stemband en die ook een natuurlijk stemgeluid geeft. De titel van zijn proefschrift luidt: A new voice for the voiceless. Design and in-vitro testing of a voice-producing element.
Illustratie uit het proefschrift van Geertsema. Links het uitwendig ventiel met
verankering,
rechts het Groninger knoopje waarin de kunstmatige stemband van De
Vries past