Das Kunstherz

Ein Chirurg hält ein menschliches Herz in Händen

Herz

Das Kunstherz

Von Johannes Hirschler

Wer schwer herzkrank ist und in eine Herztransplantation einwilligt, muss heute im Regelfall ein bis eineinhalb Jahre auf ein passendes Spenderherz warten. Das Interesse an der Weiterentwicklung von künstlichen Herzen, die das menschliche Herz entlasten oder gar ersetzen können, ist daher immer noch groß. Dabei sind aber eine ganze Reihe von Problemen zu überwinden.

Frühe Herzpumpen

Rotationspumpen, die wie Wasserpumpen als Zentrifugal- oder Axialpumpen gebaut werden, können sehr klein und hocheffizient gebaut werden.

Im Unterschied zum Herzen erzeugen sie jedoch keinen rhythmischen, sondern einen kontinuierlichen Blutstrom – mit einem solchen Herzen hat man keinen Puls.

Bislang sind die Auswirkungen eines kontinuierlichen Blutstroms im Organismus wenig erforscht. Ein neues Prinzip wird seit einigen Jahren mit einer nur daumengroßen Herzpumpe angewandt.

Die knapp 100 Gramm schwere, 5,5 mal 2,5 Zentimeter lange Pumpe arbeitet mit einem Schneckengetriebe. Sie wird in der Spitze der linken Herzkammer eingesetzt und erbringt dort eine Pumpleistung von rund 6,5 Litern in der Minute.

Konstruktionsprobleme

Besondere Anforderungen werden an die Werkstoffe gestellt. Sie müssen mechanisch flexibel sein und aus biologisch neutralen Materialien, damit sie keine Abstoßungsreaktionen des Körpers auslösen. Vielfach wird der Innenraum solcher Pumpen mit der blutverdünnenden Substanz Heparin beschichtet, die sich aber mit der Zeit abnutzt.

Ein weiteres Problem ist die Energiezuführung. Batterien müssen aufgeladen werden, und mit Druckluft betriebene Pumpen können nur außerhalb des Körpers betrieben werden.

Dieses Problem wurde inzwischen beim Kunstherzen eines US-Herstellers aus Massachusetts gelöst. Die Konstruktion aus Titan und dem Kunststoff Polyurethan wiegt etwa ein Kilogramm und hat die Größe einer Pampelmuse. Wie ein natürliches Herz besitzt das Kunstherz zwei Kammern.

Es wird komplett in die Brust eingepflanzt und hat keinerlei Kabel- oder Schlauchverbindungen nach außen, womit das Infektionsrisiko vermieden werden kann. Eine unmittelbar am Körper getragene Versorgungseinheit überträgt den notwendigen Strom über Induktion durch die Haut.

Mit der wiederaufladbaren Batterie ist der Patient etwa eine Stunde vom Stromnetz unabhängig. Die Leistung des Kunstherzens wird automatisch über Sensoren angepasst. Über ein Funksystem kann das Herz auch aus der Ferne überwacht werden.

Bis auf ein leises Summen sollen keine Geräusche hörbar sein, und das will die Herstellerfirma auch noch verbessern. Der Patient soll keine Pumpe in seinem Inneren wahrnehmen, denn das könnte psychische Probleme verursachen.

Nach erfolgreichen Versuchen an mehr als 40 Kälbern wird das Kunstherz seit 2001 in den USA auch erfolgreich bei Menschen eingesetzt.

Eine kreisförmige Pumpe aus Metall und durchsichtigem Kunststoff mit vier Anschlüssen.

Ein modernes Kunstherz

Mehr als nur eine Pumpe

Bislang wurden Kunstherzen eher als Herz-Unterstützungssysteme angesehen, da sie in der Regel nur die Pumpfunktion der linken Herzhälfte übernahmen und das eigentliche Herz im Körper verblieb. Mit dem neuen Kunstherz, das zunächst nur an Patienten erprobt wurde, für die eine Herztransplantation nicht in Frage kam, ist die Medizin einen großen Schritt weiter.

Gleichwohl ist damit erst die mechanische Pumpfunktion des Herzens ersetzt. Heute weiß die Medizin, dass das Herz im Zusammenspiel mit dem Gehirn, beispielsweise über hormonelle Steuerung, noch viele andere Funktionen hat, die längst noch nicht genau erforscht sind.

Körpermodell mit einem Kunstherzen.

Körpermodell mit einem implantierten Kunstherzen

Stand: 08.10.2018, 12:03

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