Medizintechnik: Roboter-Hilfe für kranke Herzen

Medizintechnik: Roboter-Hilfe für kranke Herzen

, aktualisiert 21. Januar 2017, 16:00 Uhr
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Künstliche Muskeln in einer dünnen Silikon-Haut umhüllen das kranke Organ und pressen es sanft, um es weiter schlagen zu lassen. (Bild: Ellen Roche/Science Translational Medicine)

Quelle:Handelsblatt Online

Millionen Menschen leiden an Herzinsuffizienz, ihr Herz wird immer schwächer und unfähig, richtig zu pumpen. Oft helfen nur Herztransplantate oder künstliche Pumpen. Nun arbeiten Forscher an einer neuen Methode.

WashingtonWissenschaftler entwickeln eine robotische Manschette, die ein krankes Herz umhüllen und sanft pressen kann, um es weiter schlagen zu lassen. Bisher wurde sie nur an Tieren getestet und hat bei Schweinen eine bessere Durchblutung erzielt. Die Vorrichtung simuliert die Bewegungen eines schlagenden Herzens – eine mögliche Waffe gegen tödliches Herzversagen auch beim Menschen.

Für den neuen Ansatz haben Ärzte der Harvard-Universität und des Kinderkrankenhauses von Boston künstliche Muskeln in eine dünne Silikon-Hülle gewunden, so dass sich diese synchron mit dem Herzgewebe unter ihr bewegen kann. Es ist ein völlig anderer Ansatz als die bisherigen Behandlungsmethoden und könnte eines Tages vielleicht eine Alternative zu Herztransplantationen eröffnen – oder sogar zu einer Heilung beitragen.

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„Man kann die Funktion der Vorrichtung maßschneidern, entsprechend den individuellen Bedürfnissen des Herzens“, sagt Frank Pigula, ein Herzchirurg am Kinderkrankenhaus. Er war mit der Idee an Harvard-Kollegen herangetreten, die auf die Entwicklung „weicher Robotik“ spezialisiert sind.

Millionen Menschen weltweit leiden unter Herzinsuffizienz – Tendenz steigend angesichts der zunehmenden Alterung der Bevölkerung. Ein etwa durch hohen Blutdruck oder andere Probleme beschädigtes Herz wird dabei fortschreitend schwächer und unfähig, richtig zu pumpen.

In schweren Fällen sind die einzigen Optionen eine Herztransplantation oder mit Batterien betriebene künstliche Pumpen, die in die Brust eingepflanzt werden. Diese Geräte verlängern das Leben, aber Blut durch Maschinen zu pumpen kann Patienten der Gefahr von Blutgerinnseln, Schlaganfällen und Blutungen aussetzen. Risiken, die bei der Anwendung einer robotischen Manschette nicht bestehen dürften.

„Die gute Sache daran ist, dass dies an die Außenseite des Herzens gehen kann, also überhaupt keine Berührung mit dem Blut haben muss“, sagt Harvard-Dozent Conor Walsh, führender Autor der jüngst veröffentlichten Forschungsstudie.

Dank ihrer Weichheit könnte sich die Hülle leicht den unregelmäßigen Herzoberflächen anpassen. Die künstlichen Muskeln werden durch Druckluft angetrieben. Das würde das Tragen einer Pumpe in einem Rucksack oder einer Gürteltasche erfordern – ähnlich wie bei den Batterien für die heutigen Herzunterstützungssysteme (VADs).


Hoffnung auf Heilung

Die Forscher programmierten die Manschette so, dass sie sich nach dem Muster des geschwächten Herzmuskels bewegt, den sie umgibt. Die Vorrichtung kann auch so zugeschnitten werden, dass sie bestimmte Teile des Herzens zusammenpresst. Und wenn sie sich entspannt, so Pigula, helfe das dem Herzen, sich besser auszudehnen und mit Blut zum Auspumpen beim nächsten Herzschlag anzufüllen.

Die Hülle sorgte für eine normale Durchblutung bei sechs Schweinen mit entsprechendem Krankheitsbild, wie Walshs Team im Journal „Science Translational Medicine“ berichtet. Die Versuche waren demnach kurz, dauerten nur wenige Stunden.

Mehr Forschung sei nötig, um zu testen, wie lange Tiere sicher mit der Manschette leben könnten, bevor die Vorrichtung jemals an Menschen ausprobiert werden könnte, so Walsh. Er würde auch gern studieren, ob eine solche künstliche Bewegungshilfe für beschädigte Herzmuskel einen Heilungsprozess bewirken und das Herz nach und nach immer unabhängiger von der robotischen Unterstützung werden könnte.

„Ich bin ziemlich beeindruckt von der Richtung, die diese Forschung nimmt“, sagt Christopher O'Connor, Chef des Inova Heart and Vascular Institute, der nicht an der Entwicklung der Manschette beteiligt war. Wissenschaftler hatten zuvor an „Socken“ und anderen Wegen zum Umhüllen oder Zusammenpressen des Herzens gearbeitet – mit geringem Erfolg.

Im Gegensatz zu früheren Versuchen sei die neue Manschette „intelligent, robotisch“, sagt O'Connor. „Sie haben wirklich an einer Vorrichtung gearbeitet, die das Zusammenziehen des geschwächten Herzmuskels simulieren und ergänzen kann, so dass es verbesserte Herzfunktion ohne das theoretische Risiko eines Blutgerinnsels gibt.“

Quelle:  Handelsblatt Online
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