StartseiteAbteilungenTissueEngineering & BiomaterialienHerzklappen

Herzklappen

Die Versorgung angeborener Herzklappenfehler ist zum heutigen Zeitpunkt nur unzureichend möglich. Sowohl die konventionellen mechanischen Herzklappenprothesen als auch die avitalen biologischen Herzklappen sind in ihrer Anwendung für den Bereich der Kinderherzchirugie stark limitiert. Daher ist die Zielsetzung unsere Arbeit die Entwicklung einer vitalen vollständig Körpereigenen Herzklappenprothese mit den Mechanismen des Remodelings und der Fähigkeit sich selbst zu regenerieren. Neben der physiologischen Hämokompatibilität ist die Adaption dieser Klappen an den wachsenden Organismus ein wesentliches Ziel.

Die Abbildung 1 zeigt das von uns entwickelte Prinzip des Klappengussverfahrens. Aus einer Gewebebiospie werden Zelllinien (Myofibroblasten und Endothelzellen) isoliert und bis zur ausreichenden Zellzahl kultiviert. Parallel zur Zellkultivierung werden aus einer Vollblutspende die Komponenten der Fibringelmatrix autolog isoliert und modifiziert.

Abbildung 1: Prinzip des Klappengussverfahrens

In einem eigens entwickelten Spritzgussverfahren wird eine homogene Suspension aus Myofibroblasten und der Fibrinogenkomponente hergestellt und in die Gussform gegeben. Nach Zugabe der Starterlösung aus Calcium und Thrombin kommt es zu einer Polymerisation des Gels innerhalb von 2-3 Minuten. Diese kurze Polymerisationszeit ermöglich eine adequate Verteilung der Zellen innerhalb der gesamten Klappenprothese.

In der anschließenden Kultivierungsphase wird das so erzeugte Gewebe in einem biomimetischen Bioreaktorsystem konditioniert. Nach entsprechender Kultivierungsdauer erfolgt dann in einem weiteren Schritt die Besiedlung der Klappe mit Endothelzellen, ebenfalls unter dynamischen Bedingungen im Bioreaktorsystem. Am Ende des Herstellungsprozesses steht eine vollständig autologe Herzklappe zur Vefügung (Abbildung 2), die dem Patienten (re)transplantiert werden kann.

Abbildung 2: Tissue engineerte Herzklappenprothese

Projektleitung

Privatdozentin

Dr. Petra Mela (PhD)

Tel.: +49 (0) 241 80 85640

mela(at)ame.rwth-aachen.de