Entwicklung einer thorakalen Aortenprothese mit Windkesselfunktion

Prof. M. Karck, Dr. T. Schilling, MHH

Ausgangssituation

Durch die Windkesselfunktion der Aorta lässt sich trotz rhythmisch unterbrochenem Flüssigkeitszustrom aus dem Herzen in das Gefäßsystem ein kontinuierlicher Abstrom erzielen. Für den Ersatz erkrankter Gefäße wird hauptsächlich Dacron als prothetisches Material eingesetzt. Die mangelnde Elastizität der synthetischen Prothesen verhindert jedoch die Ausbildung der Windkesselfunktion in den substituierten Gefäßsegmenten. Hier herrscht daher ein Blutdruck, der nahezu dem initialen hohen Auswurfdruck des Herzen von über 180 mm Hg entspricht. Diese unbeherrschbare Hypertonie führt zu prognostisch ungünstigen Endorganschäden. Es ist daher die Entwicklung einer thorakalen Aortenprothese mit integrierter Windkesselfunktion geplant.

Demographische Entwicklung, Inzidenz und Indikation zum Aortenersatz

Aufgrund des steigenden Anteils der älteren Bevölkerungsgruppen muss eine deutliche Zunahme der degenerativen aortalen Erkrankungen mit einer Steigerungsrate von bis zu 42% erwartet werden. Die verbesserte chirurgische Technik beim Aortenersatz hat die Akzeptanz der Implantation von Gefäßprothesen auch für den älteren Menschen erhöht, so dass für die nächsten Jahre ein sehr hoher Bedarf an Aortenprothesen vorausgesagt wird.

Beschreibung der zu entwickelnden Prothese

Die Grundlage des neuen Implantats bildet eine konventionelle Gefäßprothese aus Dacron. Der Windkessel wird als ringartige Kammer in die Gefäßprothese integriert. In die äußere starre Kammer des Windkessels aus Titan oder Keramik ist eine innere elastische Kunststoffmembran eingearbeitet, die den Blutstrom führt. Zwischen der Außenhülle und der inneren Membran befindet sich ein komprimierbares Medium (Gas oder Gel), das die elastischen Rückstellkräfte der inneren Membran unterstützt.

Ausblick

Das Auftreten von Komplikationen, die auf den unzulänglichen elastischen Eigenschaften bisheriger Aortenprothesen basieren, wie z.B. die chronische Hypertension und ein erhöhter linksventrikulärer Auswurfwiderstand, ließe sich durch eine Aortenprothese mit Windkesselfunktion drastisch reduzieren.