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Künstliche Herzklappen sollen sich in echte verwandeln

10.01.2020

Künstliche Herzklappen lassen sich seit Kurzem auch minimalinvasiv einsetzen. Die Implantate sind jedoch nach wie vor die alten, mit all ihren Mankos. Ein Zürcher Forscher will das ändern und hat für sein Projekt EU-Fördergelder erhalten.

Künstliche Herzklappen haben eine beschränkte Lebensdauer. Je jünger der Patient, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass eine zweite Operation nötig wird. Damit wächst auch das Infektionsrisiko. Die körperfremden Implantate, die meist aus Metall oder aus Schweine- oder Rindergewebe bestehen, erhöhen zudem das Risiko von Thrombosen oder Schlaganfällen.

Maximilian Emmert ist Herzchirurg und -forscher an der Universität Zürich und arbeitet seit Jahren mit seinem Team an einer Alternative. Die Idee: Die künstliche Prothese soll nach und nach vom Körper abgebaut und durch künstliches Gewebe ersetzt werden. Ob das funktioniert, will er nun dank einem Förderbeitrag des Europäischen Forschungsrats ERC von 1,5 Millionen Euro prüfen, wie die Uni Zürich in ihren Online-News kommunizierte.

Herzklappe soll ein Leben lang halten

Das Projekt heißt "TAVI4life", denn die Herzklappe soll ein Leben lang halten und mit dem minimalinvasiven Verfahren "Transkatheter-Aortenklappenimplantation" (TAVI) einsetzbar sein. Die neue Kunst-Herzklappe nimmt ihren Anfang im Labor - in der Kulturschale im Bioreaktor: Ein Gerüst aus Polymer in Herzklappenform wird mit menschlichen Zellen besiedelt, die dadurch in der richtigen Form Bindegewebe bilden. Die Zellen werden vor der Implantation wieder entfernt, damit das Immunsystem des Patienten nicht auf die fremden Zellen reagiert.

Zurück bleibt das Gerüst, eine Art Schwamm aus dem Polymer und dem neu gebildeten Bindegewebe, in das sich im Körper wiederum körpereigene Zellen einnisten können. Mit der Zeit sollen sie das Polymer abbauen und eine neue Herzklappe aus körpereigenem Gewebe bilden.

So weit der Plan. Die Herausforderung dabei: Die körpereigenen Zellen müssen das Polymer in exakt dem Tempo abbauen, in dem das neue Gewebe entsteht, damit die Herzklappe stets funktionstüchtig bleibt, wie Emmert erklärte.

Ideale Geometrie berechnet

Seit mehreren Jahren beschäftigt sich Emmert, der auch an der Berliner Universitätsklinik Charite und dem Deutschen Herzzentrum Berlin tätig ist, mit diesem Problem. Unlängst konnten er und sein Team einen wichtigen Erfolg vermelden: Dank Computermodellen konnten sie die ideale Geometrie der Herzklappen berechnen und an Schafen testen. Ein Jahr nach der Implantation war tatsächlich fast nichts mehr vom Polymer übrig. In einer weiteren, noch unveröffentlichten Studie mit künstlichen Herzgefäßen, die nach dem gleichen Prinzip erzeugt wurden, konnten die Forschenden nachweisen, dass die Prothese mit dem Organismus tatsächlich verwächst.

Letztlich sollen die neuartigen Herzklappen sich jedoch im Menschen bewähren. Daran arbeiten die Zürcher Forschenden nun, mit finanzieller Unterstützung eines Stipendiums des Europäischen Forschungsrats ERC: 1,5 Millionen Euro, verteilt über fünf Jahre. "Es ist wichtig, dass wir uns nun vorsichtig vorarbeiten", betonte Emmert. Laut Plan soll das Verfahren dieses Jahr erstmals bei Kindern mit spezifischen schweren Herzfehlern zum Einsatz kommen. Bei ihnen sei die Chancen, die die Methode mit sich bringt, hoch, die Risiken seien verhältnismäßig klein. In fünf bis zehn Jahren könnte eine voll regenerative Aortenklappe zum Einsatz kommen.

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