02.01.2013

Neue Herzklappen - blutschonend und extra fest

Herzklappen aus Polyurethan weisen im Vergleich zu herkömmlichen Implantaten eine besonders hohe Dauerfestigkeit auf. Für deren Entwicklung wurden jetzt zwei Doktoranden ausgezeichnet.

Herzklappen müssen ausdauernd und zuverlässig sein: Das menschliche Herz schlägt am Tag circa 90.000 Mal. Bei diesem Dauereinsatz können sich Herzklappen im Laufe des Lebens verengen oder undicht werden. Die einzige effektive Therapie ist dann der Ersatz durch eine Prothese. Im Jahr 2009 wurden weltweit über 200.000 Herzklappen implantiert. Bisher ersetzen vor allem mechanische Prothesen aus Kohlenstoff und biologische aus dem Material von Rinderherzen oder Schweineherzklappen die erkrankten Organteile. Die Ingenieure Maximilian Kütting und Ingo Nadzeyka vom Institut für Angewandte Medizintechnik haben eine Herzklappe aus Polyurethan entwickelt, die theoretisch die Vorteile von biologischen und mechanischen Herzklappen ohne deren Schwächen kombiniert. Diese Idee der beiden Doktoranden ist jetzt vom Fachverband Schaumkunststoffe und Polyurethane (FSK) mit dem Innovationspreis Polyurethane ausgezeichnet worden. Mit diesem Preis, der mit 1.500 Euro dotiert ist, zeichnet die FSK Nachwuchskräfte aus, die neue, noch nicht auf dem Markt eingeführte und fachlich anspruchsvolle Ideen entwickelt haben.

Die Polyurethan-Herzklappe kombiniert die positiven Eigenschaften der bestehenden Implantate, sie kann zudem eine geringe Blutschädigung und hohe Dauerfestigkeit aufweisen. Durch Verwendung eines innovativen Herstellungsprozesses wurde es möglich, ein biomimetisches - also ein dem biologischen sehr ähnliches - Material auf Basis von Polyurethan für die Segelblätter der Prothese zu verwenden. Das Material zeichnet sich durch eine Sandwichstruktur mit einer Faserlage und einer Folienlage aus, die stoffschlüssig und damit untrennbar verbunden sind. Durch die Kombination der beiden Schichten wurde sowohl eine hohe Dauerfestigkeit als auch eine niedrige Rissneigung des Materials erreicht.

Die Herzklappe aus Polyurethan hat in einem Belastungstest eine Haltbarkeit von 100 Millionen Zyklen ohne Beschädigung erreicht. Das verwendete Material wurde bereits in Untersuchungen an Lebewesen (in vivo) auf seine Eignung für den Einsatz im Blutkreislauf untersucht und hat dort gute Ergebnisse gezeigt. Die weitere Entwicklung mit zusätzlichen Prüfungen läuft derzeit.

Quelle: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen