Forscher erschaffen künstliches Herz aus dem 3D-Drucker
So sehen die gedruckten Herzen aus. (Foto: MIT)
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Methode entwickelt, um menschliche Herzen im 3D-Drucker zu erstellen. Diese bilden das Aussehen und die Funktion des Herzens des jeweiligen Patienten nach.
So können die Forscher das Herz eines Patienten anhand der Nachbildung erforschen und nach einer möglichen Abhilfe suchen. Das echte Herz des Patienten wird dabei in keiner Weise gefährdet.
„Alle Herzen sind unterschiedlich“, sagt Luca Rosalia, ein Doktorand im MIT-Harvard-Programm für Gesundheitswissenschaften und -technologie, gegenüber MIT News.
„Es gibt massive Variationen, insbesondere wenn Patienten krank sind. Der Vorteil unseres Systems besteht darin, dass wir nicht nur die Form des Herzens eines Patienten nachbilden können, sondern auch seine Funktion in Physiologie und Krankheit.“
Weiches Herz mit Pumpfunktion
Im ersten Schritt der Prozedur werden medizinische Bilder des Herzens des Patienten in ein dreidimensionales Computermodell umgewandelt. Darauf basierend wird das Herz dann mit einer Tinte auf Polymerbasis gedruckt. So entsteht eine weiche und flexible Hülle, die das Herz des Patienten nachbildet.
Mit dem gleichen Verfahren können die Forscher auch eine Nachbildung der Hauptarterie erstellen, die das Blut in den Körper transportiert. Die beiden Elemente können dann genutzt werden, um die Aktivität des Herzens nachzubilden.
Dafür kommen Manschetten zum Einsatz, die Blutdruckmanschetten sehr ähnlich sind. Diese werden um das Herz und die Hauptarterie gelegt und sorgen dafür, dass das Herz Flüssigkeiten durch den Kreislauf pumpen kann.
So kann eine Aortenstenose nachgeahmt werden, indem die Hauptarterie mithilfe der Manschette verengt wird. Hier wird die Aortenklappe verengt, wodurch das Herz härter arbeiten muss. Wie das in Aktion aussieht, zeigt das MIT in einem Video:
So werden die gedruckten Modelle angewandt
In der Praxis können die gedruckten Herzen zum Beispiel genutzt werden, um Patienten mit Aortenstenose zu behandeln. In diesem Fall implantieren Ärzte oft eine synthetische Klappe, die helfen soll, die Aorta zu erweitern.
Mithilfe des Modells können Ärzte diese Klappe zuerst an einem exakten Replika des Herzens des Patienten testen, um zu sehen, welche am besten funktioniert.
Zusätzlich können die Nachbildungen genutzt werden, um Therapien für verschiedene Arten von Herzerkrankungen zu testen. In Zukunft könnten sich auch noch weitere Anwendungsfälle für diese Technik ergeben.
