Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »HOC-Surf«
Laut der WHO-Studie »Global Burden of Disease« sind ischämische Herzkreislauferkrankungen weltweit die häufigste Todesursache. Verschiedene Herzerkrankungen können eine schwere Herzinsuffizienz zur Folge haben. Das bedeutet, dass das Herz so geschwächt ist, dass seine Pumpfunktion gerade für die Lebenserhaltung des Körpers ausreicht. Zur Entlastung des geschwächten Herzens werden Herzunterstützungssysteme (VAD) eingesetzt. Für den Therapieerfolg implantierbarer VADs ist die Blutverträglichkeit (Hämokompatibilität) einer der wichtigsten Faktoren. Ist sie unzureichend, führt dies zu Thrombosen, einer der häufigsten Komplikationen bei solchen Systemen.
Therapiebegleitend erhalten Patienten daher kontinuierlich Gerinnungshemmer, deren Nebenwirkungen die Lebensqualität zusätzlich einschränken. Um das Thromboserisiko weiter zu senken ist es außerdem von Vorteil, Implantate mit extrem glatten Oberflächen auszustatten. Dies ist jedoch heute noch mit hohen Fertigungskosten verbunden, da vielfach manuelle Finishingverfahren zum Einsatz kommen.
Im Projekt »HOC-Surf« sollte die Hämokompatibilität implantierbarer VAD verbessert werden – bei gleichzeitiger Kostensenkung durch den Einsatz einer abgestimmten Keramisierung. Dazu wurden zunächst unterschiedliche Fertigungsstrategien und Keramisierungen anhand von Analogiebauteilen der VADs erprobt und hinsichtlich ihrer Oberflächentopologie und der damit verbundenen Hämokompatibilität untersucht. Vertiefende Studien und Simulationen dienten anschließend dazu, den Einfluss der Blutströmung und der tribologischen Eigenschaften auf die Hämokompatibilität der keramisierten Oberflächen zu ermitteln. Abschließend wurden die entwickelten Fertigungsstrategien anhand von Prototypen umgesetzt, um das Design und die Prozesse zu validieren. Eine Bewertung der Hämokompatibilität wurde schließlich sowohl in-vitro als auch in-vivo durchgeführt.
Die Erkenntnisse aus dem Projekt sollen den Bau einer Herzunterstützungspumpe ermöglichen, die sowohl funktional als auch wirtschaftlich aktuellen Systemen überlegen ist.
Projektpartner
- ReinVAD GmbH
- Meotec GmbH
- Institut für Angewandte Medizintechnik, LuF Kardiovaskuläre Technik (CVE), Universitätsklinikum der RWTH Aachen
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Projektträger
Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH