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pte20210204022 Forschung/Entwicklung, Medizin/Wellness

Künstliche Aorta der EPFL unterstützt das Herz

Elektrisch angetriebener Aktuator sorgt für Entlastung und zögert Transplantation hinaus


Künstliches Herz zum Testen des Aorta-Aktuators (Foto: Félix Wey, epfl.ch)
Künstliches Herz zum Testen des Aorta-Aktuators (Foto: Félix Wey, epfl.ch)

Lausanne (pte022/04.02.2021/11:30) - Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) http://epfl.ch haben mit zehn Ingenieuren des Integrated Actuators Laboratory (LAI) der EPFL einen elektrisch angetriebenen Aktuator entwickelt, der die natürlichen Bewegungen der Aorta nachbildet. "Mit neuen Entwicklungen bei Herzunterstützungssystemen können wir die Notwendigkeit einer Transplantation verzögern - oder sogar ganz beseitigen", sagt Forschungsleiter Yves Perriard.

Herzimpulse steuern Aktuator

Der Aktuator wird direkt hinter der Aortenklappe "eingebaut". Beim Anlegen einer elektrischen Spannung dehnt sich die künstliche Aorta aus, ähnlich wie die natürliche. Wird die Stromversorgung abgestellt, zieht sie sich wieder zusammen. Gesteuert wird der Mechanismus von den Impulsen des Herzens.

"Der Vorteil unseres Systems besteht darin, dass es den Druck auf das Herz eines Patienten verringert", sagt Yoan Civet, Wissenschaftler am LAI. "Es ging uns nicht darum, das Herz zu ersetzen, sondern es zu unterstützen." Um den Aktuator zu testen, haben ihn die Ingenieure an ein künstliches Herz angeschlossen. "Mit unserem Aktuator konnten wir die Energie, die das Herz benötigt, um 5,5 Prozent senken", so Civet.

Lebenswichtige Innovation

Eine künstliche Teilaorta hilft Menschen mit Herzinsuffizienz. Wenn vermeintlich nur noch eine Transplantation hilft, kann diese Röhre aus Silikon, deren Durchmesser sich steuern lässt, das Herz so weit entlasten, dass es wieder ausreichend Blut durch den Körper pumpen kann. Die natürliche Aorta ist elastisch. Sie dehnt sich aus, wenn Blut aus der linken Herzkammer hineingepumpt wird. Anschließend zieht sie sich zusammen, um das Blut im Körper zu verteilen. Dieser Wechsel findet im Takt des Herzschlags statt. Wenn diese zusätzliche Pumparbeit fehlt oder geschwächt ist, bleibt alles am Herzen hängen. Es muss härter arbeiten mit der Folge, dass es überlastet wird und schließlich zu streiken droht.

Weltweit leiden 23 Mio. Menschen an so schweren Herzfehlern, dass sie eigentlich ein Spenderherz benötigen. Es stehen allerdings bei weitem nicht so viele Organe zur Verfügung, wie eigentlich gebraucht würden. 2018 etwa wurden weltweit gerade einmal 8.311 Spenderherzen implantiert, so das Statistikportal Statista. Wann die künstliche EPFL/LAI-Aorta für den Einsatz am Menschen freigegeben wird, ist noch offen.

(Ende)
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