Herz

Das Kunstherz

Auf ein Spenderherz müssen Betroffene heute oft ein bis eineinhalb Jahre warten. Deshalb forschen die Mediziner weiterhin an der Entwicklung von künstlichen Herzen, die das menschliche Herz entlasten oder gar ersetzen können. Doch es gibt viele Probleme.

Von Johannes Hirschler

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.

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.

(Erstveröffentlichung: 2003. Letzte Aktualisierung: 08.10.2018)