TU Wien: Neue Herzpumpe aus dem 3D-Drucker

Erstmals Verwendung keramischer Materialien möglich

Herz: Neue Pumpe kommt aus dem 3D-Drucker (Foto: FlickrCC/Spec-ta-cles)

Wien (pte024/30.05.2012/13:56) An der Technischen Universität Wien http://tu-wien.at arbeitet man in Kooperation mit der Medizinischen Universität Wien http://www.meduniwien.ac.at an einem verbesserten Herzpumpsystem namens Assistocor, das Patienten helfen soll, kritische Phasen - etwa nach einer Herzattacke - zu überbrücken. Das Modell wird dabei in einem neuen 3D-Druckverfahren hergestellt, bei dem zum ersten Mal keramische Werkstoffe verwendet werden. Entwickelt wurde dieses von den beiden Gründern des Unternehmens Lithoz. pressetext hat mit Margit Gföhler, Wissenschaftlerin am Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik, über die Entwicklung gesprochen.

Keramik wird 3D-drucktauglich

Im Rapid Prototyping, ein Verfahren bei dem der 3D-Drucker die plastischen Muster schichtweise formt, wird bis jetzt hauptsächlich mit Plastik und Metallen gearbeitet. Prototypen aus keramikbasierten Stoffen hingegen wiesen bislang zu wenig Festigkeit auf, während konventionelle Fertigungsformen wiederum nicht die nötigen Anforderungen in Sachen Präzision und Widerstandsfähigkeit für die Realisierung der komplexen Formen erfüllen können.

Ein Problem, das laut Johannes Homa, Mitgründer von Lithoz, nun gelöst ist, was nicht nur für die Medizin einen positiven Fortschritt bedeutet. "Mit einer derartigen Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie ermöglichen wir nun auch der keramischen Industrie erstmals den Einsatz des 3D-Drucks für die Herstellung", so Homa.

Weniger Kreislaufbelastung

Auch das fertige Produkt, genannt "Tiny Heart Catheter Pump with Air Propulsion", bietet abseits seines Konstruktionswegs Vorteile gegenüber bestehenden Systemen. "Gängige, elektrische Pumpen haben eine recht hohe Wärmeentwicklung, was die Blutbestandteile sowie die Gerinnung besonders belastet und die Hämolyserate beeinflusst", erklärt Gföhler im Interview mit pressetext. "Das belastet die Organe zusätzlich." Dazu erfordert dieses System die regelmäßige Zufuhr eines Schmiermittels in Form einer hochprozentigen Glucoselösung, die teilweise auch ins Blut gelangt und den geschwächten Kreislauf weiter belastet.

Assistocor verfügt über einen pneumatischen Antrieb. Eine Mikroturbine wird durch extern zugeführtes Helium angetrieben, die Anbindung an die eigentliche Pumpe erfolgt über eine Magnetkupplung. Antrieb und Pumpe sind hermetisch voneinander getrennt. Auch die intra-aortale Ballonpumpe kann direkt in das System integriert und über den gleichen Zugang mit Helium versorgt werden, was die Gesamtkonstruktion effektiv zu einem 2-in-1-System macht. Die Zufuhr des Heliums erfolgt durch die Haut über die Beinarterie. Die Pumpe, die das Herz-Lungen-System unterstützt, ist maximal für einen Zeitraum von sieben Tagen in Betrieb.

Spin-off geplant

Wirtschaftlich rechnet man mit einem weltweiten Abnehmerpotenzial im Bereich der Herzchirurgie und Medizintechnik, insbesondere bei spezialisierten Krankenhäusern und Kliniken. Während über die etwaigen Kosten noch keine Details bekannt sind, sieht man das KO-Kriterium besonders in der Handhabung und den gesundheitlichen Vorteilen für den Patienten.

Tests in Kreislaufmodellen und im Tierversuch stehen noch aus, bevor die Optimierung für den Einsatz am Menschen erfolgen kann. Ein Spin-Off-Unternehmen soll letztlich für Vertrieb und Weiterentwicklung des Produktes nach seiner Marktreife verantwortlich zeichnen.

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