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Laboratorien für Funktionswerkstoffe der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich erschufen ein 3D-gedrucktes Silikonherz, welches auch schlagen kann. Das künstliche Herz kann bis zu 3.000 Mal, in Zeit ausgedrückt 30-45 Minuten, schlagen.
Obwohl – oder gerade weil – es bisher keine erfolgreichen Versuche für die Schaffung eines 3D-gedruckten, transplantierbaren Herzes gab, werfen die Wissenschaftler der ETH-Zürich nicht das Handtuch und versuchen weiterhin eine hochentwickelte Replik unseres wichtigsten Organes 3D zu drucken. Nun gelang es den Forschern, ein funktionelles Silikonherz 3D zu drucken, welches tatsächlich für bis zu 45 Minuten schlagen kann.
Oft können mechanische sowie harte Blutpumpen, welche derzeit verwendet werden, Komplikationen verursachen. Dies kann zu einem Herzstillstand der Patienten führen. Das 3D-gedruckte Silikonherz der ETH Zürich zeigt nun, dass es möglich ist künstliche Herzen oder ähnliche Herz-Kreislauf-Geräte auch mit weichen Materialien herzustellen.
“Unser Ziel ist es, ein künstliches Herz zu entwickeln, das in etwa gleich groß ist wie das des Patienten und das menschliche Herz so nah wie möglich in Form und Funktion nachahmt”, erzählt Nicholas Cohrs, ein Doktorand einer Forschungsgruppe der ETH Zürich.
Weltweit gibt es rund 26 Millionen Menschen, die an Herzinsuffizienz leiden. Da es einen chronischen Mangel an Spenderherzen gibt, müssen Patienten oft sehr lange bis zur benötigten Herztransplantation warten. So wird in der Zwischenzeit oft auf ein künstliches Herz zurückgegriffen, wobei diese in seltenen Fällen auch dauerhaft genutzt werden.
Das Silikonherz der ETH Zürich besteht, wie das reale menschliche Herz, aus einem linken und einem rechten Ventrikel, wobei diese nicht wie üblich durch eine Scheidewand sondern durch eine zusätzliche Kammer getrennt werden. Diese Kammer soll die Muskelkontraktionen des menschlichen Herz wiederspiegeln, indem diese Druckluft ablässt und somit Flüssigkeit aus den Blutkammern pumpt.
Das 390 Gramm leichte Silikonherz wurde aus einer Kombination von 3D-Druck sowie einer Wachs-Gießtechnik gefertigt und hat ein Volumen von 676 Kubikzentimetern. “Es ist ein Silikon-Monoblock mit komplexer innerer Struktur”, kommentiert Cohrs. Obwohl das künstliche Herz aus diversen Gründen nicht in einen menschlichen Körper implantiert werden kann, verzeichnet es dennoch einen Erfolg:
“Das war einfach ein Machbarkeitstest”, sagt Cohrs. “Unser Ziel war es nicht, ein Herz für die Implantation bereitzustellen, sondern in eine neue Richtung für die Entwicklung von künstlichen Herzen zu denken.”
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