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BMBF zeichnet innovative Medizintechnik aus

25.11.2002
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BMBF zeichnet innovative Medizintechnik aus

PZ  Beim diesjährigen Innovationswettbewerb zur Förderung der Medizintechnik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) haben sich vor allem Beiträge zur Herz- und Intensivmedizin durchgesetzt. Unter den elf Preisträgern ist unter anderem ein Team Jenaer Wissenschaftler, die eine Herzklappenprothese entwickeln.

Das BMBF fördert die auf der Medica 2002 in Düsseldorf ausgezeichneten Siegerinnen und Sieger mit insgesamt zwei Millionen Euro Preisgeld. Mit dem Geld sollen die Projekte marktreif gemacht werden und Deutschland seine Stellung in der Medizintechnik ausbauen. An dem Wettbewerb beteiligten sich 145 Bewerberinnen und Bewerber, die von einer international besetzten Expertenjury bewertet wurden.

Die Jenaer Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik arbeiten zusammen mit einem Kardiologenteam um Professor Dr. Hans-Reiner Figulla von der Universitätsklinik Jana an einer Operationstechnik, bei der die Aortenklappe minimal-invasiv über die Leistenschlagader eingesetzt wird. Die Mediziner vernähen dazu eine Bioprothese mit einer Gefäßstütze (Stent). Beide werden anschließend auf etwa sieben Millimeter zusammengefaltet. Kommt es an die richtige Stelle im Gefäßsystem, öffnet sich das Ziehharmonika-ähnliche Geflecht aus Spezialmetall wie ein Regenschirm, spannt die Herzklappe auf und krallt sich in der Gefäßwand fest. Der ganze Vorgang dauert wenige Minuten. Das Verfahren bedeute vor allem für alte und sehr schwache Herzpatienten, denen die lange und schwere Operation am offenen Brustkorb heute nur unter hohem Risiko zugemutet werden kann, eine Verbesserung, heißt es in einer Pressemitteilung des BMBF. In zwei Jahren soll die Technik Einzug in die Klinik halten.

Neben den Jenaer Herzmedizinern wurden Aachener Forscher ausgezeichnet, die eine Methode entwickeln, mit der Operationen am schlagenden Herzen vereinfacht werden. Dabei steuert der Chirurg per Fußpedal den Herzschlag des Patienten und sorgt für kurzfristige Ruhe im Operationsfeld. Ein angeschlossenes Miniatur-Pumpsystem - und keine riesige Herz-Lungen-Maschine - übernimmt während der Pausen den Bluttransport.

Mini-Pumpen am Werk

Das in Aachen entwickelte Pumpverfahren arbeitet mit zwei nur 6,4 Millimeter dicken Pumpen mit integriertem Motor. Die beiden Pumpsysteme werden über die Aorta und die Hohlvene oder über Beinarterie und Beinvene bis in die beiden Herzkammern geschoben. Über Sensoren in der Pumpe und eine extern gesteuerte Stromversorgung kann die Pumpleistung zwischen 1 und 4,5 Liter pro Stunde geregelt werden. Der Blutstrom versorgt so weiter die Lungen, in denen das Blut auf natürliche Weise mit Sauerstoff angereichert wird. Komplikationen, die beim Einsatz der Herz-Lungen-Maschine häufig auftreten, wie Thrombosen, Schlaganfälle, Nierenversagen oder Infektionen werden verringert.

Das Herz soll elektrisch ruhig gestellt werden, über die Schrittmacherzentren des Herzens. Zumindest in Tierversuchen ließ sich das Organ auf diesem Weg länger immobilisieren als mit herkömmlichen Methoden, bei denen meist frequenzsenkende Medikamente zum Einsatz kommen. Dadurch könnten Gefäßnähte schneller und sicherer angelegt werden. Die Methode vereinfacht die Operation am schlagenden Herzen, und sowohl Herz als auch gesamter Organismus werden geschont, begründet das BMBF die Wahl der Preisträger.

Gleich zwei ausgezeichnete Projekte - aus Düsseldorf und Aachen - beschäftigen sich mit der Beatmung von Intensivpatienten. Zielgruppe der Aachener Wissenschaftler vom Institut für Biomedizinische Technologien und dem Kompetenzzentrum Medizintechnik sind Patienten mit akutem Lungenversagen, bei denen die maschinelle Beatmung nicht mehr greift. Mit Hilfe einer Mikropumpe wollen die Forscher sauerstoffarmes Blut an einem Hohlfaserbündel vorbeibefördern, das Sauerstoff an das Blut abgibt und Kohlendioxid herausfiltert. Dabei soll das gesamte Gasaustauschsystem in einer Vene implantiert sein Werk vollbringen.

In der Unfallmedizin setzte sich ein Projekt durch, mit dem Schleudertraumen besser als bisher zu diagnostizieren sind. Ein neues Verfahren für den schnellen Nachweis von Drogenmissbrauch speziell für die Notfall- und Arbeitsmedizin entwickelt das Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik gemeinsam mit zwei mittelständischen Unternehmen. Ihr Ziel ist es, einen hoch empfindlichen Biochip zu entwickeln, mit dem sich zum Beispiel niedrige Konzentrationen von Haschisch im Speichel schnell und sicher nachweisen lassen. Mit dieser Technik könnten die Wissenschaftler in Zukunft auf bis zu hundert Wirksubstanzen gleichzeitig testen, so das BMBF.

Die Universitäten Kaiserslautern und Tübingen bilden ein Team, um Blutgruppen und weitere wichtige Eigenschaften des Blutes zukünftig schnell und vor Ort - beispielsweise schon im Krankenwagen oder beim Hausarzt - zuverlässig zu erkennen. Dazu verwenden die Wissenschaftler Schwingquarze, die zum Beispiel in Uhren mit einer geringen Stromversorgung jahrelang zuverlässig und mit absolut regelmäßiger Frequenz schwingen. Beschwert man dieses Material zum Beispiel mit einem biologischen Substrat, ändert sich dessen Frequenz. Dies nutzen die Forscher zum Beispiel zur Blutgruppenbestimmung. Sie binden mit Hilfe einer biologischen Klebeschicht spezifische Antikörper an die Oberfläche des Quarzes. Liegt die entsprechende Blutgruppe vor, so docken die Blutzellen aus der Probe an die Antikörper an. Dadurch kommt es zur Massenverschiebung an der Oberfläche des Quarzes, der daraufhin mit geringerer Frequenz schwingt. Der Frequenzunterschied lässt sich messen.

Laser im Doppelpack

Dem Augenleiden der "aggressiven Makuladegeneration", das insbesondere bei älteren Menschen auftritt und zur Erblindung führt, haben Forscher aus Lübeck und Jena den Kampf angesagt. Die Lübecker Gruppe setzt zum Beispiel neben dem therapeutischen Laser einen zweiten zur Temperaturkontrolle ein. Denn die Temperaturerhöhung am Auge hängt von individuellen Faktoren wie Pigmentierung, Gefäßdichte und dem Erkrankungsstadium ab. Mit einer Standard-Behandlung werden deshalb einige Patienten über- andere untertherapiert, heißt es in der Pressemitteilung. Die Lübecker Forscher wollen daher die Temperatur mit Hilfe des zweiten Laserstrahls messen und die Intensität des therapeutischen Laserstrahls entsprechend anpassen.

Eine Marburger Arbeitsgruppe will Epilepsieanfälle mit Hilfe eines Frühwarnsystems schneller erkennen und über einen Impuls sofort stoppen. In drei bis fünf Jahren sollen die ersten Patienten vom implantierbaren „EpiBloc“ profitieren.

Eine Kunstharnblase für Patienten, die etwa durch Krebs ihre Blase verloren haben, entwickeln Wissenschaftler aus München und Lübeck. Die implantierbare künstliche Blase soll die Form einer Kapsel haben und besteht aus einem externen und zwei internen Modulen. Sobald sie gefüllt ist, macht sie sich durch ein Vibrieren bemerkbar. Der Patienten steuert die Entleerung der Blase und das Aufladen der ebenfalls dauerhaft eingepflanzten Energiespeicher durch ein externes Gerät, das er auf seinen Unterbauch auflegt. In spätestens drei Jahren soll das System den Betroffenen zur Verfügung stehen.

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