Magnetische Nanopartikel im Vliesverbund zur Therapie paravalvulärer Leckage bei kathetergestütztem Herzklappenersatz (TAVR-MADEN)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr.-Ing. Sebastian Jansen; Professorin Dr. Ioana Slabu; Professor Dr. Felix Vogt
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544612223

Die 2-Jahres Letalitätsrate der Aortenklappenstenose als chronisch-progressive Erkrankung mit einer Prävalenz von 2 % - 7 % der über 65-jährigen in Deutschland, ist mit 50 % nach wie vor auf sehr hohem Niveau. Das Transcatheter Aortic Valve Replacement, TAVR, ist in den letzten 20 Jahren als minimal-invasive Therapie mit über 350.000 Prozeduren seit 2002 weltweit in den Fokus getreten. Durch die TAVR ergeben sich aber auch neue Komplikationsformen, wie z. B. die paravalvuläre Leckage (PVL). Trotz der Bemühungen der Hersteller PVL durch Dichtmanschetten, die das Stentgerüst der Klappenprothese ummanteln, zu verringern, liegt die Inzidenz bei 29,4 % (TAVR) im Gegensatz zu 2,1 % in der Vergleichsgruppe mit konventionell chirurgischem Herzklappenersatz (SAVR). Das hier beantragte Projekt bearbeitet die Forschungsfrage, wie ein neuartiger Vliesverbund bestehend aus einer thermisch responsiven biodegradierbaren und Wirkstoff beladenen Komponente in die Dichtemanschette eingesetzt werden kann, so dass durch kontrolliertes Erhitzen eine gezielte Degradation erreicht wird, um den Wirkstoff zur Anregung des Bindegewebswachstum freizusetzen und somit die Leckage abzudichten. Ein solcher Vliesverbund als neuartige aktive Dichtmanschette einer TAVR-Prothese kann in Fällen einer diagnostizierten PVL eine gezielte, bedarfsgerechte und nicht-invasive Therapie darstellen. Magnetische Nanopartikel (MNP) stellen eine gute Möglichkeit zur bedarfsgerechten Freisetzung von Wirkstoffen dar. MNP werden in biodegradierbare Materialien eingebettet und anschließend durch externe magnetische Anregung erhitzt, was zu einer beschleunigten Degradation des umliegenden Materials mit entsprechender Freisetzung des Wirkstoffs führt. Der hier vorgeschlagene Vliesverbund besteht aus PU und PLGA, in welchem Eisenoxid-MNP und der Wirkstoff PDGF eingebettet sind. Innerhalb des Projekts werden die grundlegenden Eigenschaften des Vlieses in Kombination mit den MNP und dem PDGF analysiert. Das Degradationsverhalten und die damit einhergehende Freisetzung des PDGFs werden experimentell und numerisch untersucht, um Vorhersagemodelle aufzubauen. Ein Prototyp einer TAVR-Prothese mit neuartiger aktiver Dichtmanschette wird aufgebaut und die Wirkung in vitro und in vivo nachgewiesen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen