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Bauteile stark verkleinert © TU Wien
Bauteile stark verkleinert © TU Wien

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Forscher entwickelten verbesserten Antrieb für Herzkatheterpumpen

25.09.2019

Einen neuen Ansatz zur Kraftübertragung in Herzkatheterpumpen haben Wiener Forscher entwickelt. Durch die Trennung der Antriebsturbine und der Pumpe, die das Blut befördert, wird die Übertragung mittels Magneten nötig. Mit dem bereits patentierten Zugang kann die Leistung des Antriebs nun um bis zu 30 Prozent effizienter übertragen werden. Nach einem Industriepartner suchen die Forscher noch.

Wenn die Pumpleistung des Herzens nachlässt, kann mit Herzpumpen, die Blut direkt aus dem Herz ansaugen und weiterpumpen, nachgeholfen werden. Das dient der Entlastung des Organs. Eingesetzt werden diese möglichst kleinen Geräte etwa, um die Zeit zu überbrücken, bis ein Spenderherz verfügbar wird. Es gebe aber auch Patienten, die über mehrere Jahre mit solchen Implantaten leben, so Christoph Janeczek vom Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung der Technischen Universität (TU) Wien gegenüber der APA.

Am Beginn des Projekts waren Ärzte mit Verbesserungsvorschlägen für eine Herzkatheterpumpe, also eine äußerst kleine Ausführung einer Herzpumpe, an das Forschungsteam herangetreten. Herzpumpen sind bereits in zahlreichen Ausführungen und Größenordnungen als zertifizierte Produkte verfügbar.

Große Effizienz

Die zentrale Herausforderung war es, die Pumpsektion mit dem Rotor, der naturgemäß mit dem Blut in Kontakt kommt, sowie jenen Teil, in dem der Antrieb untergebracht ist, hermetisch voneinander zu trennen. Die Idee der Wiener Techniker war daher, die Kraftübertragung mit einer speziellen Magnetkupplung zu bewerkstelligen - sprich die Energie durch ein Magnetfeld über die separaten Katheterteile hinweg zu übertragen. Die Drehung des einen Teils bewirkt dann berührungslos jene des anderen Teils. Solche Ansätze gebe es zwar bereits, allerdings nicht mit einer solchen Effizienz und in so kleinem Maßstab.

"Wir hatten das Problem, durch die Platzeinschränkung das Drehmoment nicht übertragen zu können", so Janeczek. Mit einem "sehr einfachen Aufbau, der aber sehr gut funktioniert", können die Forscher nun aufwarten: Die Kraftübertragung in Form einer speziellen Magnetkupplung erfolgt hier von mehreren Seiten her. Das erlaube es wiederum, die Bauteile stark zu verkleinern. Die bereits patentierte Magnetkupplung misst nur fünf bis sechs Millimeter im Durchmesser und kann das Drehmoment von der Antriebsturbine zum Rotor zudem effizienter übertragen.

Um aus dem Patent ein fertiges Medizinprodukt zu machen, brauche es aber noch einen Industriepartner. Für die Zertifizierung sind nämlich u.a. aufwendige und teure klinische Studien nötig, sagte Janeczek, der den Ansatz am Biofluids Lab der TU weiter erforscht.

Service: www.biofluidslab.tuwien.ac.at

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