ETH Zürich - Silikonherz aus 3D-Drucker Medizintechnik 14.07.2017 1 Bewertung(en) Rating

Silikon-Herz aus dem 3D-Drucker

Forschende der ETH Zürich aus der Gruppe für Funktionelles Material-Engineering haben ein Silikonherz entwickelt und mit einem 3D-Drucker hergestellt, das ähnlich wie ein menschliches Herz aussieht und funktioniert.

Es schlägt wie ein echtes Herz und es sieht auch so aus. Und dies ist auch das Ziel des ersten weichen Kunstherzens: möglichst nah am natürlichen Vorbild zu sein. Entwickelt hat dieses Silikonherz Nicholas Cohrs. Er ist Doktorand in der Gruppe von Wendelin Stark, Professor für Funktionelles Material-Engineering an der ETH Zürich.

Der Grund, warum die Natur hier Vorbild sein sollte, ist einleuchtend: Heute existierende Kunstherzen haben viele Nachteile. Die Mechanik ist anfällig auf Störungen. Zudem kommen die derzeitig verwendeten Kunstherzen ohne Puls aus, wobei noch unklar ist, welche Folgen dies für den Körper haben könnte. "Ziel muss also sein, ein Herz zu entwickeln, das ungefähr die gleiche Größe hat, wie das eines Patienten und welches das menschliche Herz in Form und Funktion so gut wie möglich imitiert", so Cohrs.

Das weiche Kunstherz wurde mittels 3D-Drucker aus Silikon hergestellt, wiegt 390 g und hat ein Volumen von 679 cm3. "Es handelt sich um einen Silikon-Monoblock, der ein kompliziertes Innenleben hat", erläutert Cohrs. Wie ein echtes Menschenherz besteht auch dieses Kunstherz aus einer rechten und einer linken Herzhälfte. Anders als beim menschlichen Herzen werden diese aber nicht durch eine Scheidewand sondern durch eine zusätzliche Kammer getrennt. Diese wird durch Luftdruck bewegt und ist nötig, um die Flüssigkeit aus den Blutkammern zu pumpen und ersetzt so die Muskelkontraktion des menschlichen Herzens.

 - Noch hat das 3D-gedruckte Herz aus Silikon ein Problem: Bis jetzt steht es auf dem Prüfstand nur rund 3.000 Schläge durch, was einer Laufdauer von etwa einer halben bis einer dreiviertel Stunde entspricht.
Noch hat das 3D-gedruckte Herz aus Silikon ein Problem: Bis jetzt steht es auf dem Prüfstand nur rund 3.000 Schläge durch, was einer Laufdauer von etwa einer halben bis einer dreiviertel Stunde entspricht.
ETH Zürich / Zurich Heart

Ob dieses Kunstherz auch funktioniert, hat Anastasios Petrou getestet. Er ist Doktorand bei der Professur für Produktentwicklung und Konstruktion von ETH-Professor Mirko Meboldt.
Die Forscher konnten beweisen, dass das weiche Kunstherz grundsätzlich funktioniert und sich sehr ähnlich bewegt wie das menschliche Pendant. Ein Problem hat das künstliche Herz aber: Bis jetzt steht es nur rund 3.000 Schläge durch, was einer Laufdauer von etwa einer halben bis einer dreiviertel Stunde entspricht. Danach hielt das Material der Belastung nicht mehr stand.

Cohrs erklärt: "Es handelt sich bei diesem Versuch klar um einen Machbarkeitstest. Unser Ziel war nicht, ein implantierbares Herz vorzustellen, sondern bei der Entwicklung von künstlichen Herzen in eine neue Richtung zu denken." Natürlich müssten noch die Reissfestigkeit des Materials und die Leistung entscheidend erhöht werden.

gk

Mehr dazu lesen Sie in einer der kommenden Ausgaben der K-ZEITUNG.

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