Künstliche Herzklappe: "Das Grundgerüst soll später vom Körper abgebaut werden"

Interview mit Dr. Svenja Hinderer, Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)

Künstliche Herzklappen für Kinder gibt es viele, doch es gibt einen entscheidenden Nachteil: Sie müssen ausgetauscht werden, weil sich Kinder im Wachstum befinden. Die künstliche Klappe hingegen bleibt so wie sie ist – und wird damit zu klein. Ideal wäre deshalb eine mitwachsende Herzklappe, die den Kindern wiederholte Operationen ersparen würde.

08.01.2016

Foto:Svenja Hinderer

Dr. Svenja Hinderer; © Körber-Stiftung/David Ausserhofer

MEDICA.de sprach mit der Chemikerin Dr. Svenja Hinderer, die derzeit am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) daran arbeitet eine mitwachsende Herzklappe zu entwickeln.

Frau Dr. Hinderer, Sie forschen an einer künstlichen Herzklappe, die bei Kindern mitwachsen soll. Könnten Sie bitte kurz beschreiben, was das besondere an dem von Ihnen entwickelten Ansatz ist?



Svenja Hinderer: Wir haben uns die extrazelluläre Matrix natürlicher Herzklappen angesehen, um uns daran zu orientieren und um diese dann nachzubilden. Dafür verwenden wir unterschiedliche Polymere, wie Polyethylenglykol und Polyactid, die sich unter anderem mit UV-Licht vernetzen lassen. Die Materialien werden elektrogesponnen und können mit zusätzlichen natürlichen Proteinen bestückt werden. Letztere können unterschiedliche Zellantworten hervorrufen. Diese unterschiedlichen Schichten machen den Vorgang so interessant, denn wir wollen Zellen anlocken, die für das Wachstum im menschlichen Körper verantwortlich sind. In einem Bioreaktor, in dem Körpertemperatur und Blutdruck simuliert werden, wurde das Material in seiner Funktion als Herzklappe bereits erfolgreich getestet. Die Klappe öffnet und schließt unter physiologischen Drücken von 120 mmHg zu 80 mmHg.
Foto: Herzklappe mit Trägergerüst

Elektrogesponnenes Trägersubstrat, eingepasst in eine Schweineherzklappe; © Fraunhofer IGB

Für Ihre Arbeit benötigen Sie derzeit auch menschliche Zellen. Warum?

Hinderer: Wir benötigen sie, um in-vitro Versuche machen zu können. Wir nutzen die Zellen, um zum Beispiel zu prüfen, ob das Material zytotoxisch ist. Da das Material später im menschlichen Körper keine negativen Effekte hervorrufen soll, muss es sowohl vor als auch nach Sterilisation biokompatibel sein. Unsere Vision ist es, dass wir später ein zellfreies Material haben. Das Material soll vielmehr im Körper die gewünschten Zellen anlocken, damit diese eine eigene Matrix bilden können. Das eigentliche polymere Grundgerüst soll dann später vom Körper wieder abgebaut werden.

Gibt es schon erfolgreiche Tierversuche?

Hinderer: Soweit sind wir derzeit noch nicht. Aus diesem Grund wissen wir auch noch nicht, ob das Material tatsächlich mitwachsen wird Aufgrund der Ähnlichkeit zur nativen extrazellulären Matrix hat es das Potenzial dazu, tatsächliches Wachstum im Kindeskörper muss aber noch gezeigt werden. Derzeit haben wir noch einige Fragen, die wir zuerst im Reagenzglas beantworten wollen. Wir möchten zum Beispiel zusätzlich ein dünnes Elastinhäutchen mit einbringen, um die Elastizität und Dauerbeständigkeit der Herzklappe weiter zu erhöhen. Erst dann erfolgen Tierversuche, entweder im Schwein oder im Schaf, um das Herzklappenmaterial weiter zu testen.
Foto: Simone Ernst; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview führte Simone Ernst.
MEDICA.de