BioPacer - Biologische Herzschrittmacher

Projektleiter Prof. Dr. Stefan Jockenhövel
Projektleiter Prof. Dr. Stefan Jockenhövel

Entwicklung eines biologischen Herzschrittmachers für die Kinderherzkardiologie

Bei manchen Menschen kann das Herz seine Funktion als Pumpe nicht optimal erfüllen. Die Folge sind Herzrhythmusstörungen mit Symptomen wie Herzrasen, Herzstolpern, Schwindel oder plötzliche Bewusstlosigkeit. Der Grund dafür liegt meist in der Blockierung oder Störung der Reizleitung (AV-Block). Die AV-Blockierung verhindert teilweise oder vollständig die Überleitung des Reizes vom körpereigenen Schrittmacher, dem Sinusknoten, auf die Herzkammer und sorgt für die Verminderung der Herzfrequenz und der Herzleistung.

Bisherige Behandlungsform hat mehrere Nachteile

Vielen Patienten wird zur Behandlung dieses Defektes ein Schrittmachersystem implantiert, etwa 76.000 pro Jahr in Deutschland. Bei dieser Art der Therapie wird über das Venensystem eine Sonde in den Vorhof platziert. Diese detektiert die Herzaktivität und sorgt für eine elektrische Stimulation des Ventrikels. Die Nachteile dieser Behandlungsform liegen darin, dass das Aggregat aufgrund der Batterieerschöpfung regelmäßig ausgetauscht  werden muss. Zudem sind die eingebrachten Elektroden sehr anfällig für Infekte, was das Risiko einer Entzündung der Herzinnenhaut erheblich steigert.

Insbesondere im Kindesalter ist die Implantation eines Herzschrittmachers wegen der kleinen anatomischen Verhältnisse sowie aufgrund des noch wachsenden Organismus besonders problematisch. „Ein Herzschrittmacher ist eines der größten Unglücke für ein herzkrankes Kind“, betont Univ.-Prof. Dr. Gunter Kerst, Direktor der Klinik für Kinderkardiologie der Uniklinik RWTH Aachen.

Biologische Herzschrittmacher als Lösung

Für das Team um Projektleiter Prof. Dr. Stefan Jockenhövel vom Helmholtz Institut für Biomedizinische Technik der RWTH (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule) Aachen sind körpereigene, mitwachsende biomedizinische Implantate die Lösung: "BioPacer". Der durch „Tissue Engineering“ hergestellte biologische Herzschrittmacher besteht aus einer röhrenförmigen Trägerstruktur. Diese werden in einem Bioreaktor von innen mit körpereigenen Herzmuskel-Zellen besiedelt. Diese Leitstruktur, die als Isolator fungiert, ermöglicht eine gerichtete Reizweiterleitung und verhindert dadurch Herzrhythmusstörungen. Die Nutzung von patienteneigenem Gewebe vermindert zudem die Gefahr von Abstoßungsreaktionen bzw. die Infektanfälligkeit der Patienten. Zudem entfiele der regelmäßige Batterieaustausch und verringert folglich die ansonsten notwendigen Re-Operationen.

Die Weiterleitung des Reizes durch einen "BioPacer" und das Schlagen der im Takt konnten die Forscher bereits in vitro nachweisen. In Phase zwei wollen die Forscher eine Ummantelung der Leitstruktur entwickeln, die keine Entzündungsreaktion am Herzen auslöst.

Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines biologischen „BioPacer“-Systems. Die erste Projektphase ist mit Hilfe der Stiftung nahezu vollständig finanziert, Phase zwei ist gestartet. Spenden Sie jetzt!

 

Zu den Entwicklungen beim Kooperationspartner Universitäres Herzzentrum am UKE finden Sie hier einen Artikel der Hamburger Morgenpost.