Ein mitwachsendes Implantat

Eine künstliche Herzklappe wächst mit dem Kind mit (Grafik: Randal McKenzie)

Medizinische Implantate können Leben retten – vor allem wenn sie Organschäden wie beispielsweise defekte Herzklappen reparieren. Doch bisher gibt es gerade bei kleinen Kindern ein Problem: Die Implantate wachsen nicht mit. Das könnte sich jetzt ändern: US-Forscher haben ein Herzklappen-Implantat entwickelt, das sich beim Wachstum des Organs mitdehnt, ohne seine Funktionalität zu verlieren. Das könnte den kleinen Patienten künftig das wiederholte Austauschen des Implantats ersparen.

Fehlbildungen und Undichtigkeiten bei Herzklappen gehören zu den häufigsten Herzproblemen auch bei Kindern. Meist ist dabei die Klappe undicht, die die Herzkammer vom Vorhof abtrennt. Als Folge fließt ständig Blut zurück und die Herzfunktion ist eingeschränkt. Oft ist dabei die Klappe selbst zwar in Ordnung, aber der sie umgebende Haltering zu schwach, wodurch die Klappensegel nicht mehr richtig schließen. Typischerweise wird diese Klappeninsuffizienz behandelt indem, ein künstlicher Klappenring oder eine komplett neue Klappe eingesetzt wird. Bei Kindern jedoch gibt es ein Problem: Das Implantat wächst nicht mit und muss daher im Laufe des Wachstums teilweise mehrfach ausgetauscht und an die neue Größe des Herzens angepasst werden. "Medizinische Implantate sind selten für Kinder ausgelegt und deshalb können sie fast nie mitwachsen", erklärt Koautor Pedro del Nido vom Boston Children's Hospital.

Herzklappenring wächst mit

Um das zu ändern, haben del Nido und seine Kollegen nun ein Implantat entwickelt, dass die Größenveränderung des Organs mitmacht – es wächst mit. Als Prototyp haben sie eines der am häufigsten bei Herzklappen-Operationen eingesetzten Implantate gewählt: einen Ring, der den zu schwachen Haltering der Klappen ersetzt. "Das Implantat besteht aus zwei Teilen: einem sich langsam zersetzenden Kern aus einem Biopolymer und einer geflochtenen zylindrischen Hülle, die sich mit der Zeit durch den Zug des umgebenden Gewebes dehnen kann", erklärt Erstautor Eric Feins vom Massachusetts General Hospital. Wächst nun das Herz des Kindes heran, gibt die auf spezielle Weise verflochtene Hülle des Klappenrings nach. Die Flechtung erlaubt dabei eine Dehnung in die Länge, ohne dass die grundsätzliche Stabilität der Konstruktion verloren geht. Ähnliche Strukturen finden sich auch in einigen Geweben des menschlichen Körpers, darunter der Speiseröhre und dem Darm, wie die Forscher erklären.

In Tierversuchen hat sich der mitwachsende Klappenring bereits bewährt. Zurzeit bereitet ein biomedizinisches Unternehmen dieses Implantat bereits auf den Einsatz beim Menschen vor. Die Wissenschaftler sehen künftig jedoch weit mehr Einsatzmöglichkeiten für solche Implantate als nur bei der Herzklappen-Chirurgie. "Dieses Konzept könnte für viele verschiedene medizinische Anwendungen angepasst werden", sagt del Nido. "Indem wir die Zusammensetzung des Polymers anpassen, können wir zudem einstellen, in welchem Zeitraum der Kern des Implantats abgebaut werden soll."

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