Entwicklung von antithrombogenen Beschichtungen auf der Basis von Polyglycerinen für Herzunterstützungssysteme

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Projektbeschreibung

Problem: Herz-Kreislauferkrankungen sind nach wie vor häufigste Todesursache in den entwickelten Industriestaaten. Für viele Patienten im Endstadium stellt die Herztransplantation die letztmögliche Therapieform dar. Zur Überbrückung der Wartezeit auf ein Spenderherz oder als Herzersatz werden mechanische Herz- und Kreislaufunterstützungssysteme, sogenannte VADs (Ventricular Assist Devices) eingesetzt. Eine schwerwiegende Komplikation stellt dabei die Thrombenbildung dar. Durch die hohe Belastung in der Pumpenströmung und durch den Kontakt mit einer künstlichen Oberfläche werden Thrombozyten aktiviert, die sich an den Fremdoberflächen des Herzunterstützungssystems anlagern und dort lokal zur Aktivierung und Anlagerung weiterer Thrombozyten führen. Lösen sich diese Thromben, können sie im Blutkreislauf zum Verschluss von Blutgefäßen und dadurch zu Herzinfarkten und Schlaganfällen führen. Durch die Verabreichung von Antikoagulantia wird die Thrombenbildung verringert, was jedoch zu einer erhöhten Blutungsneigung des Patienten führt. Trotz bisheriger Anstrengungen, die Thrombogenität der Oberflächen zu minimieren, ist die Rate von thrombo-embolischen Komplikationen mit 27 % pro Patientenjahr noch sehr hoch.

Das Ziel des Vorhabens ist die Vermeidung der thrombo-embolischen Komplikationen. Dies soll erreicht werden durch die Entwicklung, Testung und Anwendung einer neuartigen Beschichtung für blutführende Elemente von Herzunterstützungssystemen. Die Beschichtung soll die Bildung von Thromben verhindern und damit einen Durchbruch beim Einsatz von Herzunterstützungssystemen ermöglichen.

Die Beschichtung beruht auf einer Substanz, die mit den Thrombozyten keine Wechselwirkung eingeht. Die mit der Substanz beschichteten Bauteile werden damit nicht als Fremdmaterial erkannt. Bei der Substanz handelt es sich um ein Polyglycerin, das vom Kooperationspartner der Freien Universität Berlin entwickelt wurde.

Die neuartige Polyglycerin-Beschichtung unterscheidet sich in ihrer Wirkung von Heparin, das bei bisherigen antithrombogenen Beschichtung verwendet wird. Während Heparin relativ spät in den komplizierten Ablauf der Blutgerinnung eingreift, verhindert die Polyglycerin-Beschichtung den ersten Schritt der Thrombenbildung: die initiale Anlagerung der Thrombozyten an die Oberfläche.

Der Nutzen einer effektiven, langzeitstabilen Beschichtung ergibt sich durch die damit zu erwartende Senkung thrombo-embolischer Komplikationen wie Schlaganfälle und Pumpenthrombosen. Damit einhergehend kann das Antikoagulations-Management der VAD-Patienten durch blutverdünnende Medikamente reduziert werden, was Blutungskomplikationen verringert. Damit erhöht sich die Lebenserwartung und -qualität für diese Patienten erheblich.

Kooperationspartner

  • Freie Universität zu Berlin
  • Berlin Heart GmbH

Förderung

Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 13GW0178C gefördert.