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)

Lausanne (pte022/04.02.2021/11:30)

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.

[b]Transplantation wird verzögert oder überflüssig[b]

„Mit neuen Entwicklungen bei Herzunterstützungssystemen können wir die Notwendigkeit einer Transplantation verzögern - oder sogar ganz beseitigen", sagt Professor Yves Perriard, Leiter des Zentrums für künstliche Muskeln an der Ingenieurschule der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne https://www.epfl.ch/en/ (EPFL). Gemeinsam mit zehn Ingenieuren des Integrated Actuators Laboratory (LAI) der EPFL hat er einen elektrisch angetriebenen Aktuator entwickelt, der die natürlichen Bewegungen der Aorta nachbildet. 

[b]Herzimpulse steuern den Aktuator[/b]

Der Aktuator wird direkt hinter der Aortenklappe eingebaut. Wenn eine elektrische Spannung angelegt ist dehnt sich die künstliche Aorta aus, ähnlich wie die natürliche. Wenn die Stromversorgung abgestellt wird 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 schlossen die Ingenieure ihn an ein künstliches Herz an. „Mit unserem Aktuator konnten wir die Energie, die das Herz benötigt, um 5,5 Prozent senken", sagt Civet.

[b]Millionen Menschen warten auf Spenderherzen[/b]

Weltweit leiden 23 Millionen Menschen an so schweren Herzfehlern, dass sie eigentlich ein Spenderherz benötigen. Es stehen allerdings bei weitem nicht so viele Organe zur Verfügung. 2018 etwa wurden weltweit gerade mal 8311 Senderherzen implantiert, so das Statistikportal Statista. Wann die künstliche Aorta für den Einsatz am Menschen freigegeben wird ist noch offen.

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