Verbessertes Blutverträglichkeit einer axialen Blutpumpe Sputnik durch ein neues Design und eine neuartige gerinnungshemmende Oberflächenbeschichtung

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Groth
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie ; Biomaterialien ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426037012

Die Behandlung der akuten und chronischen Herzinsuffizienz gehört immer noch zu den Herausforderungen in der modernen Medizin in der Europäischen Union, aber auch in der Russischen Föderation. Die beste Option zur Behandlung solcher Patienten ist die Herztransplantation, die jedoch wegen der begrenzten Zahl von Spenderorganen oft nicht möglich ist, weshalb zunehmend implantierbaren Blutpumpen, sogenannte „Ventricular Assist Devices“ die Patienten am Leben erhalten. Da nicht genügend Spenderorgane zur Verfügung stehen, sind VAD häufig die einzige Option für viele Patienten und damit auch für deren Langzeitbehandlung. Die Anwendung von VAD erfordert allerdings die Nutzung von Antikoagulantien, was das Thromboserisiko verringert, aber auch die Blutungsneigung in den Patienten erhöht. Zudem birgt das Design der VAD und die damit einhergehenden Belastung von Blutkomponenten durch hohe Scherkräfte sowohl das Risiko thrombotischer Ereignisse als auch einer erhöhten Blutungsneigung. Daher widmet sich der Antrag der Entwicklung einer neuen axialen Blutpumpe namens SPUTNIK durch den Partner MIET mit einem verbessertes Design, das die einwirkende Scherkräfte auf Blutkomponenten, wie den von Willebrandt-Faktor, aber auch von Blutzellen wie Thrombozyten und Erythrozyten verringert, um damit sowohl das Risiko thromboembolischer Komplikationen als auch von Blutungen zu verringern. Neben dem Design der Pumpe kommen Oberflächen-Blut-Wechselwirkungen eine wichtige Rolle zu, weshalb der Partner MLU eine verbesserte Beschichtung der Titanlegierung der Pumpe durch eine Kombination kovalent und adsorptiv gebundenen Heparins erreichen will. Die Blutverträglichkeit dieser neuartigen Oberflächenbeschichtung wird durch den Partner MLU in vitro hinsichtlich Blutgerinnung und Aktivierung von Thrombozyten untersucht, während der Partner MIET die hämodynamischen Eigenschaften in einem kreislaufähnlichen Zirkulationsmodell untersuchen wird, um die Schädigung von Blutkomponenten abschätzen zu können. Weiterhin wird der Partner MIET in einem solchem Modell Untersuchungen mit Vollblut durchführen, um die Effekte des neuen Designs und der verbesserten Blutverträglichkeit der Blutpumpe abschätzen zu können. Im Ergebnis sollen diese Arbeiten dazu beitragen, eine neue axiale Blutpumpe für die Anwendung als VAD mit verbesserter Blutverträglichkeit für die Langzeittherapie der Herzinsuffizienz zur Verfügung zu stellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation, bis 3/2022
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Dmitry Telychev, bis 3/2022