Bionik

Cyborg-Gewebe soll Herzkrankheiten heilen

16.03.16 | Redakteur: Franz Graser

Schnitt durch das organisch-künstliche Herzgewebe: Das Material besteht aus lebenden Herzzellen (unten links), elektroaktiven Polymeren (oben links) sowie Elektroden, die Sensor- beziehungsweise Stimulierungsfunktionen übernehmen können (unten rechts).
Schnitt durch das organisch-künstliche Herzgewebe: Das Material besteht aus lebenden Herzzellen (unten links), elektroaktiven Polymeren (oben links) sowie Elektroden, die Sensor- beziehungsweise Stimulierungsfunktionen übernehmen können (unten rechts). (Bild: Tel Aviv University)

Forscher der Universität von Tel Aviv haben ein bionisches Gewebe entwickelt, das aus lebenden Zellen, Polymeren und Nanoelektronik besteht. Das Gewebe kann sich wie organisches Gewebe ausdehnen und zusammenziehen und ist steuerbar wie eine Maschine.

In den Industrienationen steigt die Zahl der Herztransplantationen. Allerdings sterben in den USA 25 Prozent der Transplantationspatienten, bevor sie ein Spenderherz bekommen. Ein neuartiges Gewebe, das organische und technische Eigenschaften in sich vereinigt, könnte diesen Patienten helfen.

Der Name des Gewebes klingt wie Science Fiction: „Cyborg Heart Patch“ lässt an Kreaturen wie die Borg aus Star Trek oder den Terminator denken. Tatsächlich besteht die Erfindung der Wissenschaftler Professor Tal Dvir und des Doktoranden Ron Feiner aus lebenden Herzzellen, Polymeren und einem nanoelektronischen System.

„Mit diesem Herzpflaster haben wir Elektronik und lebendes Gewebe miteinander integriert“, sagt Professor Dvir. „Das klingt sehr nach Science Fiction, aber es ist Realität und wir erwarten, dass es die Herzforschung ein gutes Stück voranbringt. Bieher konnten wir nur organisches Material umarbeiten – mit gemischten Resultaten, Jetzt haben wir aber brauchbares bionisches Material, das sicherstellt, dass das Herzgewebe korrekt arbeitet.“

Die Tatsache, dass das sogenannte Herzpflaster in der Lage sein muss, sich auszudehnen und zusammenzuziehen, machte es notwendig, mit organischem Material zu arbeiten. Allerdings war es auch nötig, zu registrieren, was mit dem Gewebe passiert, und seine Funktion zu regulieren. Zudem sollte dieses Pflaster Medikamente direkt ans Herz abgeben können.

Zu diesem Zweck wurde das organische Material mit Elektronik kombiniert, die einerseits als Sensor fungieren kann und das Organ andererseits wie ein Herzschrittmacher stimulieren kann. Darüber hinaus wurden elektroaktive Polymere integriert, die Medikamente an die Umgebung abgeben können.

„Stellen Sie sich einen Patienten vor, der zuhause sitzt und sich nicht wohl fühlt“, erläutert Professor Dvir. „Sein Arzt kann am Computer die Akte des Patienten aufrufen und in Echtzeit Daten einsehen, die die Sensoren erzeugen, welche in das Gewebe eingebettet sind. Damit kann er genau analysieren, wie es dem Patienten geht. Er kann den Herzrhythmus korrigieren und Medikamente freisetzen, die das umgebende Gewebe regenerieren.“

In fernerer Zukunft soll sich das bionische Gewebe quasi selbst heilen können. Wenn es zum Beispiel eine Entzündung registriert, soll es entzündungshemmende Medikamente freisetzen.

Der israelische Professor spricht von einem Durchbruch. „Aber ich würde noch nicht empfehlen, ausschließlich Cheeseburger zu essen oder gänzlich auf Bewegung zu verzichten“, scherzt der Forscher. „Die praktische Umsetzung wird noch einige Zeit dauern. Bis dahin ist ein gesunder Lebensstil immer noch das beste Mittel, um das Herz gesund zu halten.“

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