Die synthetische Herzklappe von Harvard ist so konzipiert, dass sie mit dem menschlichen Körper mitwächst

Forscher haben eine vielversprechende synthetische Herzklappe entwickelt, die möglicherweise bei heranwachsenden Kindern eingesetzt werden könnte. Das Wass Institute der Harvard University und die John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) haben das sogenannte FibraValve entwickelt. Dieses Implantat kann in wenigen Minuten mithilfe eines Spinnfaserverfahrens hergestellt werden, mit dem die empfindlichen Klappen der Klappe auf mikroskopischer Ebene geformt werden können – bereit für die Besiedelung durch die lebenden Zellen des Patienten, die sich mit ihnen weiterentwickeln, während sie reifen.

FibraValve ist eine Weiterentwicklung von JetValve, der künstlichen Herzklappe des Teams aus dem Jahr 2017, die viele der gleichen Prinzipien nutzte. Die aktualisierte Version nutzt das „fokussierte Rotations-Jet-Spinnen“, bei dem fokussierte Luftströme hinzugefügt werden, um synthetische Fasern schneller und präziser auf einem Spinndorn zu sammeln – was die Feinabstimmung der Ventilform erleichtert. Dadurch können die Mikro- und Nanofasern des Polymers die Gewebestruktur einer organischen Herzklappe genauer nachbilden. Der Herstellungsprozess dauert weniger als 10 Minuten; Alternative Methoden können Stunden dauern.

Die Technik verwendet auch „ein neues, maßgeschneidertes Polymermaterial“ namens PLCL (eine Kombination aus Polycaprolacton und Polymilchsäure), das etwa sechs Monate im Körper eines Patienten verbleiben kann – theoretisch genug Zeit, damit die Zellen des Patienten in die Struktur eindringen können übernehmen. Obwohl es bisher nur erfolgreich an Schafen getestet wurde, besteht die langfristige Vision darin, dass sich das resultierende organische Gewebe mit zunehmender Reife menschlicher Kinder entwickelt, sodass möglicherweise keine riskanten Ersatzoperationen erforderlich sind, wenn ihr Körper wächst. „Unser Ziel ist es, dass die nativen Zellen des Patienten das Gerät als Blaupause für die Regeneration ihres eigenen lebenden Klappengewebes nutzen“, sagte der korrespondierende Autor Kevin „Kit“ Parker in der Pressemitteilung von Harvard.

Im Test der Forscher an einem lebenden Schaf begann das FibraValve „sofort zu funktionieren, seine Flügel öffneten und schlossen sich, um bei jedem Herzschlag Blut durchströmen zu lassen.“ Darüber hinaus beobachteten sie, dass sich innerhalb der ersten Stunde rote und weiße Blutkörperchen sowie Fibrinprotein auf dem Klappengerüst ansammelten. Die Wissenschaftler sagen, dass das synthetische Ventil keine Anzeichen von Schäden oder anderen Problemen aufwies. „Dieser Ansatz zum Herzklappenersatz könnte die Tür zu maßgeschneiderten medizinischen Implantaten öffnen, die sich mit dem Patienten regenerieren und wachsen und so das Leben von Kindern verbessern“, sagte Co-Autor Michael Peters in derselben Pressemitteilung.

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Die Forschung ist noch vorläufig und das Team plant, zur weiteren Auswertung längerfristige Tierversuche über Wochen und Monate durchzuführen. Sie glauben jedoch, dass ihr Durchbruch irgendwann andere Verwendungsmöglichkeiten finden könnte, einschließlich der Schaffung anderer Klappen, Herzklappen und Blutgefäße. Sie können den gesamten Artikel über Materie lesen.