Neue Katheter sollen Keime erfolgreich abwehren

MÜNCHEN (wst). Katheter, auf denen Biofilme keine Chance mehr haben, sowie neuartige Aortenklappenersatzsysteme, die die Implantationszeit deutlich verkürzen: Das sind nur zwei von vielen innovativen Ideen aus dem Repertoire der Ingenieurwissenschaften, die vielleicht schon in wenigen Jahren zur Klinikreife gelangen werden.

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Wie Professor Klaus Affeld vom Labor für Biofluidmechanik der Berliner Charité auf einer Veranstaltung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in München berichtete, werden in der Klinik schon heute verschiedene antimikrobielle Beschichtungen verwendet, um bei intravasalen Verweilkathetern einen bakterienhaltigen Biofilm zu verhindern. Allerdings bilden Bakterien gegen nahezu alle Beschichtungen früher oder später Resistenzen und können sie so unterlaufen.

Die Bioingenieure arbeiten deshalb derzeit an doppelwandigen Kathetern, deren hohle Mantelhülle von einer externen Quelle mit ständig wechselnden antibakteriellen Substanzen gespeist wird. Diese diffundieren durch die mikroporöse Außenhaut an die Katheteroberfläche und sollen so die Anhaftung von Bakterien und die Ausbildung eines Biofilms anhaltend verhindern. Bakterielle Resistenzentwicklungen dürften aufgrund des steten Substanzwechsels kaum eine Chance haben.

Den Zeitpunkt des Beginns klinischer Tests kann Affeld noch nicht abschätzen, da noch einige Grundlagenprobleme zu lösen sind, etwa wie eine gleichmäßige flächendeckende Diffusion der antibakteriellen Wirkstoffe an die Katheteroberfläche gewährleistet wird.

Vielleicht schon innerhalb der nächsten drei Jahre wird ein neuartiges Aortenklappenersatzsystem in die klinische Prüfung gehen, das die Zeit von Patienten an der Herzlungenmaschine deutlich verkürzen könnte, so Affeld. Anstatt die Klappe wie bisher aufwändig in die Aortenwurzelwand einzunähen, bringt der Chirurg intraoperativ einen durch vorherige CT-Analysen individuell bemessenen gefalteten Ring in die Aortenwurzel ein. Wird der Ring dort entfaltet, krallt und presst er sich passgenau mit großem Druck an die Aortenwand. Dadurch bietet er einen sicheren und dichten Halt für die eigentliche Klappenprothese, die nun einfach per Bajonettverschluss eingeklinkt wird.

Mitwachsender Schlauch verhindert Keimbesiedelung

Implantate, die die Haut langfristig durchdringen - etwa die Kabelleitung für die Energieversorgung von Herzunterstützungssystemen - sind immer eine mögliche Eintrittspforte für Infektionserreger. Zwar kann versucht werden, die Eintrittsstelle abzudichten, indem man die transkutanen Schläuche mit einer speziellen Dacronmanschette ummantelt, in die dann Hautzellen einwachsen. Bei fixen derartigen Systemen führen aber ständig nachrückende neue Epithelzellen zwangsläufig zur Bildung immer tiefer werdender Hauttaschen, die - gefüllt mit Zellschutt -dann wiederum eine nahezu ideale Brutstätte für Keime sind.

Dem soll jetzt mit einem mitwachsenden System begegnet werden. Dazu wird die den transkutanen Schlauch an der Hautdurchtrittsstelle ummantelnde Dacronmanschette wie eine Ziehharmonika gefaltet, die dann über eine feinmechanische Zugvorrichtug mit Hilfe einer Stellschraube über viele Monate mikrometerweise gestreckt werden kann.

Die in das Dacrongewebe eingewachsenen und ständig nachschiebenden Epithelzellen können auf diese Weise keine Tasche bilden. Sie werden ähnlich wie bei einem wachsenden Haar oder Fingernagel durch die Zugvorrichtung kontinuierlich nach außen transportiert. Die in ersten Tierversuchen bereits erfolgreich getestete neue Technik könnte schon in vielleicht zwei Jahren in die klinische Prüfung gehen, prognostiziert Affeld.

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