28.07.2011

Spezielle Beschichtung für künstliche Herzklappen

Zwei übereinanderliegende Beschichtungen für künstliche Herzklappen, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, haben Forscher in Saarbrücken entwickelt.

Künstliche Herzklappen bestehen normalerweise aus Kohlenstoff. Auf ihren Oberflächen lagern sich allerdings nach einiger Zeit Blutbestandteile ab, so dass das Risiko für eine Thrombose steigt. Auch die Funktion der Herzklappen wird durch die Ablagerungen eingeschränkt. Eine erneute Operation am Herzen wird deshalb unumgänglich. Saarbrückener Forscher testen nun in einem internationalen Verbundprojekt namens „HeartSen" (unter Federführung des INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH) künstliche Pumpensysteme, in denen spezielle Beschichtungen die Langlebigkeit der Herzklappen erhöhen sollen. Gleichzeitig können sie dabei hören, wie gut die Herzklappe noch in Takt ist.

Die künstlichen Herzklappen werden in einem Pumpensystem außerhalb des menschlichen Körpers getestet. Menschliches Blut oder Blutersatzstoffe laufen darin im Kreis. Die zwei übereinanderliegenden Beschichtungen auf den Herzklappen erfüllen unterschiedliche Zwecke: „Zuerst tragen wir eine magnetische Schicht auf", erklärt Cenk Aktas, Leiter des Programmbereichs CVD/Biooberflächen am INM. „Ein Sensor, der sich außerhalb der Herzklappe befindet, überträgt die Signale dieser Magnetschicht. Je nachdem, wie gut oder schlecht das Blut hindurchrauscht, erhalten wir unterschiedliche Signale, die uns Auskunft darüber geben, wie gut oder schlecht die Klappen sich öffnen und schließen." Die zweite Schicht funktioniert als Schutzschicht. Sie soll verhindern, dass sich Blutbestandteile anlagern. „Durch die Kombination dieser beiden Schichten können wir ganz genau bestimmen, mit welcher Schutzschicht die Herzklappe am längsten funktioniert", erklärt der Materialwissenschaftler Aktas.

Die künstlichen Klappen bestehen aus Titan. Die beiden Schichten werden nacheinander aufgetragen. Ähnlich wie heißer Wasserdampf am Topfdeckel schlagen sich die Materialien dann auf der Titanklappe in einer gleichmäßigen und sehr dünnen Schicht nieder. Die eigentliche Schutzschicht besteht aus diamantartigem Kohlenstoff. Mit einer Dicke von insgesamt 100-150 millionstel Millimetern ist das künstliche System mit künstlichen Herzklappen vergleichbar.