Evaluation und Entwicklung minimal invasiver herz- und herznaher Anschlussmöglichkeiten für eine künstliche Lunge (Connex AL)

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Spillner; Professor Dr.-Ing. Ulrich Steinseifer
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 347325614

Einleitung: Final lungenerkrankte Patienten stellen ein extrem empfindliches Patientengut dar. Ein zentraler Anschluss einer künstlichen Lunge (KL) muss insofern minimal traumatisierend möglich sein und stellt wahrscheinlich eine Achillesferse für einen klinischen Erfolg dar. Darüber hinaus erscheint eine fast uneingeschränkte Mobilität mit künstlicher Lunge absolut erforderlich. In diesem Projekt soll eine minimal invasive bis interventionelle zentrale Anschlussmöglichkeit einer KL systematisch untersucht und vor allem weiterentwickelt werden. Offene Fragen: Bisher wird eine Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) über eine einfache Kanülierung am Herzen nach Sternotomie oder über periphere Gefäße vorgenommen. Hinsichtlich eines zentralen ECMO Anschlusses sind bisher lediglich vereinzelt weniger invasive Verfahren beschrieben worden. Völlig offen ist jedoch, welche Perfusionsrouten für einen möglichen KL Anschluss einerseits leistungsfähig genug und andererseits minimal invasiv realisiert werden können. Insbesondere fehlen derzeit für diese Zwecke speziell entwickelte medizintechnische Ansätze.Projektplan: Insgesamt gliedert sich das vorgesehene Projekt in 3 aufeinander aufbauende Abschnitte. In jedem dieser Abschnitte wird ein Anschluss eines (später eine mögliche Form einer KL enthaltenden) Kreislaufs an alle denkbaren herz- und herznahen Anschlussorte untersucht. Es erfolgt einerseits eine chirurgisch technische Evaluation als auch eine hämodynamische Charakterisierung sowohl der chirurgischen Technik als auch vor allem des resultierenden Kreislaufs. Am Ende eines jeden Abschnitts werden die im Labor bzw. der Simulation gewonnenen Erkenntnisse dann tierexperimentell überprüft.In einem ersten Abschnitt (I: MIC Chirurgie) werden derzeit verfügbare minimal invasive/endos-kopische Verfahren untersucht. Dieser Abschnitt dient auch der Definition des technischen Anforderungskatalogs im nächsten Abschnitt. In diesem (II: MIC Chirurgie assisted) kommen dann neu entwickelte Verfahren zum Einsatz: wesentliche Techniken hierbei stellen (teilweise) neuartige Klammernahtgeräte, Stentdesign oder gänzlich andere Konnektionsverfahren sowie Gewebeklebung dar. Diese Verfahren assistieren in diesem Abschnitt eine minimal invasive Chirurgie. Dagegen werden im letzten Projektabschnitt (III: Endovaskuläre Chirurgie) Verfahren entwickelt, die einen initial endovaskulären/interventionellen Ansatz verfolgen und durch eine endoskopische Chirurgie lediglich unterstützt werden. Hierbei wird auf Bildgebungsmodalitäten zurückgegriffen, welche am UKA auch großtierexperimentell verfügbar sind. Darüber hinaus wird in den tierexperimentellen Abschnitten II und III eine routinemäßige Bildgebung mittels CT/MR durchgeführt, um Fragen nach der Leistungs-fähigkeit und Flusseigenschaften beantworten zu können. Diese anatomischen bzw. Bildgebungsdaten lassen sich im Weiteren dann ebenfalls als Grundlage zu verschiedenen Simulationen verwenden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2014: Auf dem Weg zur implantierbaren Lunge
• Mitverantwortliche: Privatdozent Dr. Andreas Goetzenich; Professor Dr. Tim Kaufmann