Stents: Flechten statt schneiden

Interview mit Prof. Stefan Jockenhövel, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen

Geflochtene Stents sind nicht neu in der Medizin, doch ihre Herstellung ist nach wie vor zeitaufwändig. Prof. Stefan Jockenhövel von der RWTH Aachen verfolgt mit seinem Team deshalb das Ziel eine maschinelle Produktion möglich zu machen.

22.05.2015

Foto: Stefan Jockenhövel

Prof. Stefan Jockenhövel, © RWTH Aachen

Herr Prof. Jockenhövel, um Stents herzustellen kommt häufig ein Laserschneider zum Einsatz. Sie hingegen flechten Implantate. Wo liegt der Unterschied?

Stefan Jockenhövel: Es kommt auf den Durchmesser an, den der Stent haben soll. Bei sehr kleinlumigen Durchmessern, etwa für Stents, die im Bereich der Herzkrankgefäße eingesetzt werden sollen, ist das Laserschneiden die beste Option. Denn der Laserschneider kann sehr klein und präzise schneiden. Bei den geflochtenen Stents hat man immer einzelne Fäden, die sich kreuzen. Das Material wird an diesen Stellen dicker. Wenn man jedoch Stents für die Halsschlagader, die Lunge oder periphere Arterien benötigt, dann hat man bei lasergeschnittenen Stents enorm viel Verschnitt. Es wird dabei bis zu 98 Prozent des teuren Materials rausgeschnitten und verworfen. Hier sind geflochtene Stents klar im Vorteil.

Wie werden geflochtene Stents hergestellt?

Jockenhövel: Man kann sie klassisch flechten, wie zum Beispiel auch einen Haarzopf. Allerdings hat man dann vorne und hinten offene Enden. Setzt man diese Stents in Gewebe ein, kommt es zu einer dauerhaften Reizung durch die scharfkantigen Enden. Man kann einen Stent jedoch auch aus einem einzelnen Faden herstellen, indem man ihn per Hand herstellt. Das Verfahren haben wir nicht neu erfunden, aber wir haben einzelne Designs konzipiert, die nun im Bereich der Lungenstents verwendet werden können. Um einen solchen Stent herzustellen, benötigt eine Person circa einen Tage. Die Industrie löst das Problem der Kosten deshalb mit der Auslagerung der Fertigung nach Asien. Wir möchten nun zusammen mit der Industrie das Verfahren automatisieren. Unser Ziel ist es, dass die Herstellung eines Stents durch die Automatisierung höchstens noch eine Stunde dauert. Derzeit sind wir in der Konzeptionierungsphase der Maschine, um dieses Ziel zu realisieren.
Foto: Stents

Stents gibt es in vielen verschiedenen Größen. Ob geflochten oder geschnitten, sie sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken; © panthermedia.net/ Sonja Wittke

Wie und warum erhält der Werkstoff ein Formgedächtnis?

Jockenhövel: Wir verwenden für die Stents Nitinol, ein Formgedächtnismetall. Bekannt ist vielen die Büroklammer, die man verbogen in heißes Wasser gibt und die daraufhin wieder ihre ursprüngliche Form annimmt. Temperaturabhängig kann man ein solches Formgedächtnis einprägen. Für unsere Stents brauchen wir eigentlich weniger dieses Formgedächtnis. Wir fertigen unsere Stents aus Nitinol aufgrund der superelastischen Eigenschaften. Der Stent hat damit selbstexpandierende Eigenschaften und übt somit eine dauerhafte Kraft auf die Gefäßwand auf. Das besondere an Formgedächtnismaterialien ist, dass auch bei unterschiedlichen Durchmessern in der Gefäßwand durch einen Stent aus diesem Material das Gefäß offengehalten werden kann. Das heißt, bei Veränderungen, zum Beispiel wenn die Gefäße pulsieren, kann immer eine Kraft die auf die Gefäßwand ausgeübt werden. Dies führt zu weit weniger Gewebeirritationen.

Welche anderen medizinischen Implantate und Produkte könnten so noch hergestellt werden?

Jockenhövel: Es sind noch andere Produkte denkbar, allerdings bleibt immer ein bienenkorbartiger Aufbau erhalten. Oft ist der Stent auch nur die Plattform, auf dem etwas anderes aufbaut. Die Lungenstents werden zum Beispiel mit einem Kunststoff beschichtet, in dem Wirkstoffe zur Bekämpfung des Lungentumors enthalten sind. Dadurch wird verhindert, dass er weiter wächst und die Luftwege verschließt. Das heißt, der Stent ist in erster Linie dazu da, die Luftwege offen zu halten, kann aber zusätzlich als Träger für eine Substanz dienen.

Man kann auch einen Schritt weiter gehen und patienteneigene Zellen, sogenanntes respiratorisches Epithel, auf den Stent aufbringen, damit dieser sich selber reinigt. So wird verhindert, das Schleim die Luftwege verengt. Wir verfolgen dieses Verfahren an der RWTH Aachen im sogenannten PulmoStent Project. Das Aufbringen solcher Schichten haben wir als Plattformtechnologie auch für andere Gefäßstents entwickelt, zum Beispiel für die Speiseröhre oder den Magen-Darm-Trakt. Es kann überall dort angewendet werden, wo man eine Auskleidung eines Lumens mit patienteneigenem Material benötigt.
Foto: Simone Ernst; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview führte Simone Ernst.
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