Resorbierbares Implantat gegen angeborene Herzfehler

Aus dem Programm „Zukunftstechnologien für kleine und mittlere Unternehmen“ (ZUTECH) der industriellen Gemeinschaftsforschung mit BMWA-Förderung

Defekte der Herzscheidewand bilden mit einem Anteil von rund 40 Prozent die häufigste Gruppe angeborener Herzfehler. Pro Jahr sind in Deutschland etwa 2.500 Kinder betroffen. Krankhafte Veränderungen zwischen der linken und der rechten Seite des Herzens belasten den Herzmuskel und die Lungengefäße und führen ohne Therapie zu irreversiblen Veränderungen mit herabgesetzter Lebenserwartung. Bis vor wenigen Jahren wurden solche Defekte in einer Operation am offenen Herzen unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine verschlossen. Inzwischen erfolgt der Verschluss oft mit Hilfe eines Herzkatheters, der ein Implantat in den Defekt einsetzt. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (AiF) entwickeln Kunststoffforscher aus Aachen und Mediziner aus Göttingen dafür jetzt biologisch abbaubare Implantate aus thermoplastischen Polymeren.

Alle bislang kommerziell verfügbaren Implantate zur Behebung der Herzscheidewanddefekte sind ausschließlich aus nicht resorbierbaren Materialien gefertigt. Sie bleiben dauerhaft im Körper des Patienten, wachsen jedoch vollständig in körpereigenes Gewebe ein, das schon nach wenigen Monaten die verschließende Funktion des Implan-tates übernimmt. Obwohl das Implantat also schon nach kurzer Zeit überflüssig wird, bleibt es erhalten und kann den Körper mit Nebenwirkungen belasten. Dazu zählen die fehlende Anpassung an das Wachstum der kindlichen Patienten, chronischer Fremdkörperreiz, das erhöhte Risiko einer Blutpfropfbildung und Ermüdungsbrüche der Metallanteile. Das innovative Implantat hingegen dient nur als temporäres Verschlusssystem, weil es sich nach dem Einheilen und Überwachsen mit körpereigenem Gewebe auflöst.

Die neuartigen Implantate sollen im Spritzgießverfahren vom Aachener Institut für Kunststoffverarbeitung hergestellt werden. Danach muss das Material erheblichen mechanischen Belastungen standhalten und durch einen Katheter mit einem Durchmes-ser von drei bis fünf Millimeter geführt werden. Da dieser im Durchmesser wesentlich kleiner ist als der zu verschließende Defekt (bis zu 40 Millimeter), muss das Implantat den Katheter in gefaltetem oder komprimiertem Zustand passieren. Anschließend muss das Implantat im Defekt vollständig aufgefaltet werden, damit es ihn verschließt. Auf keinen Fall darf das Implantat verrutschen, brechen oder sich lösen.

Die erfolgreiche Umsetzung des Forschungsvorhabens hat nicht nur eine deutliche Verbesserung der Therapie von Defekten der Herzscheidewand zur Folge. Die For-schungsergebnisse werden auch den vor allem mittelständischen Verarbeitern in der Kunststoff- und Gummibranche und den deutschen Maschinenbauern zu Gute kom-men. Die neuen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik, der Mikrosystemtechnik und der Medizintechnik und die Entwicklung eines voraussichtlich zunächst konkurrenzlosen Produktes lassen eine erhebliche Verbesserung der Marktposition von kleinen und mittleren Unternehmen erwarten. Die Möglichkeit, Implantate in anderen Bereichen der Medizin ebenfalls aus resorbierbaren Polymeren herzustellen (beispielsweise Gefäßersatz und Gefäßstützen), sichert auch in Zukunft einen Wettbewerbsvorteil vor allem im Bereich der Mikrotechnik.

Die Entwicklung eines resorbierbaren Implantates ist eines von 18 neuen Forschungsvorhaben im Initiativprogramm „Zukunftstechnologien für kleine und mittlere Unternehmen“ (ZUTECH) der AiF. Diese Projekte fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) mit 7,9 Mio. ¤. Die meisten von ihnen stammen aus den Bereichen Werkstoffe, Simulation und Nanotechnologie. Eine Jury aus Unternehmens-, Wissenschafts- und Ministeriumsvertretern hat die Vorhaben in einem hochselektiven Wettbewerb aus ursprünglich 68 Projekten ausgewählt.

Die AiF hat ZUTECH als Erweiterung der industriellen Gemeinschaftsforschung entwi-ckelt, um die branchenübergreifende Zusammenarbeit zu Gunsten der mittelständischen Wirtschaft anzuregen. Nach der jetzt beendeten zehnten Wettbewerbsrunde hat ZUTECH bislang insgesamt 190 Projekte an 238 Forschungsstellen bundesweit mit 73,6 Mio. ¤ unterstützt. An 81 Vorhaben waren Forschungsstellen in den neuen Ländern beteiligt. In der Rangliste der Forschungsstandorte mit ZUTECH-Projekten führen Aachen, Dresden, Frankfurt am Main und Bremen.