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Beschichtungen hören das Blut rauschen und erhöhen die Langlebigkeit von künstlichen Herzklappen

11.07.2011
Künstliche Herzklappen bestehen normalerweise aus Kohlenstoff. Auf ihren Oberflächen lagern sich nach einiger Zeit Blutbestandteile ab. Das Risiko für eine Thrombose steigt. Auch die Funktion der Herzklappen wird durch die Ablagerungen eingeschränkt. Eine erneute Operation am Herzen wird deshalb unumgänglich.

Forscher testen nun in einem internationalen Verbundprojekt künstliche Pumpensysteme, in denen Beschichtungen die Langlebigkeit der Herzklappen erhöhen. Gleichzeitig können sie dabei hören, wie gut die Herzklappe noch in Takt ist. Das Projekt „HeartSen“ steht unter Federführung des INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien.

Die künstlichen Herzklappen werden in einem Pumpensystem außerhalb des menschlichen Körpers getestet. Menschliches Blut oder Blutersatzstoffe laufen darin im Kreis. Die zwei übereinanderliegenden Beschichtungen auf den Herzklappen erfüllen unterschiedliche Zwecke: „Zuerst tragen wir eine magnetische Schicht auf“, erklärt Cenk Aktas, Leiter des Programmbereichs „CVD/Biooberflächen“ am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien.

„Ein Sensor, der sich außerhalb der Herzklappe befindet, überträgt die Signale dieser Magnetschicht. Je nachdem, wie gut oder schlecht das Blut hindurchrauscht, erhalten wir unterschiedliche Signale, die uns Auskunft darüber geben, wie gut oder schlecht die Klappen sich öffnen und schließen“, so der Projektleiter weiter. Die zweite Schicht funktioniert als Schutzschicht. Sie soll verhindern, dass sich Blutbestandteile anlagern können. „Durch die Kombination dieser beiden Schichten können wir ganz genau bestimmen, mit welcher Schutzschicht die Herzklappe am längsten funktioniert“, sagt der Materialwissenschaftler Aktas.

Die künstlichen Klappen bestehen aus Titan. Die beiden Schichten werden nacheinander aufgetragen. Ähnlich wie heißer Wasserdampf am Topfdeckel schlagen sich die Materialien dann auf der Titanklappe in einer gleichmäßigen und sehr dünnen Schicht nieder. Die eigentliche Schutzschicht besteht aus diamantartigem Kohlenstoff. Mit einer Dicke von insgesamt 100-150 millionstel Millimeter ist das künstliche System mit künstlichen Herzklappen vergleichbar.

Hintergrund:
Im Verbundprojekt „HeartSen“ arbeiten Forscher des INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien, Saarbrücken, der Kinderkardiologie des Universitätsklinikums Homburg, des Indian Institute of Technology Madras, sowie der Kocaeli University, Türkei. Es startete im Juli 2011 unter Federführung des INM. Das Forschungsvorhaben ist mit einem Gesamtbudget von 150.000 Euro auf zwei Jahre angelegt. „HeartSen“ ist Teilprojekt von „New Indigo“, einer Kooperation zwischen Europa und Indien. Diese Kooperation geht hervor aus dem siebten Rahmenprogramm RP7. Es bündelt alle forschungsverwandten EU-Initiativen, die eine zentrale Rolle im Streben nach Wachstum, Wettbewerbsfähigkeit und Arbeitsplätzen spielen, unter einem gemeinsamen Dach.
Ansprechpartner:
Cenk Aktas
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Tel.: +49 681 9300 140
e-mail: cenk.aktas@inm-gmbh.de
Weitere Infos unter: http://stories.newindigo.eu/
Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung folgen sie den wiederkehrenden Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig nutzen?

Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH mit Sitz in Saarbrücken ist ein international sichtbares Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. und beschäftigt rund 190 Mitarbeiter. Seine Forschung gliedert sich in die drei Felder Chemische Nanotechnologie, Grenzflächenmaterialien und Materialien in der Biologie.

Dr. Carola Jung | idw
Weitere Informationen:
http://www.inm-gmbh.de/
http://stories.newindigo.eu/

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