Wie ein Stecker für das Leben: Präzision, die Blutgefäße verbindet
Was ist ein Perfusionssystem?
Ein Perfusionssystem ist ein medizinisch-technisches Gerät oder eine Anordnung, die dazu dient, Gewebe oder Organe außerhalb des Körpers kontinuierlich mit einer Nährstoff- und Sauerstofflösung zu versorgen. Dies erfolgt durch das Pumpen einer speziellen Flüssigkeit durch das Gewebe oder die Gefäße, um dessen Funktion und Vitalität aufrechtzuerhalten. Solche Systeme werden in der Organtransplantation zur Verlängerung der Ischämiezeit und im Tissue Engineering zur Unterstützung des Wachstums und der Aufrechterhaltung von künstlichen Gewebestrukturen eingesetzt.
Mit Hilfe der Perfusionssysteme werden die künstlichen oder natürlichen Blutgefäße mit einer Nährstofflösung versorgt und somit kultiviert bzw. die ischämische Zeit in der Transplantationsmedizin minimiert. Hierfür wurde die Adaptertechnologie unter medizintechnischen, funktionellen und technologischen Aspekten entwickelt und mittels Mikrospritzgusstechnik realisiert.
Die elastische Hülse als innovative Lösung zur schonenden Gefäßverbindung
Der Perfusionsadapter dient als entscheidende Schnittstelle zwischen Blutgefäß und externem Perfusionssystem. Um eine schonende und effektive Verbindung zu gewährleisten, wurde eine innovative Lösung entwickelt, die auf einer elastischen Hülse basiert. Diese Hülse, bestehend aus einem thermoplastischen Elastomer, wird durch ein Fügeinstrument auf das Blutgefäß gesetzt. Ein spezielles Design mit einer ellipsenartigen Öffnung sorgt dafür, dass sich die Hülse nach dem Lösen der äußeren Krafteinwirkung verformt und das Blutgefäß auf einem zentralen Dorn sichert. Diese Konstruktion stellt eine strömungssichere Versorgung mit der Nährstofflösung sicher.
Entwicklungsprozess – Von der Simulation zur Umsetzung
Um die Funktionalität der Adapterlösung zu realisieren, wurden simulationsgestützte Betrachtungen der Mikrospritzgusswerkzeuge sowie der Formteile, Spanndorn und elastische Hülse, durchgeführt. Präzise gefertigt wurden die Komponenten des Perfusionsadapters auf der im KUZ entwickelten Mikrospritzgussmaschine formicaPlast, welche an einen Reinraum angeschlossen ist. Die erfolgreiche Ermittlung der Parameter für den Spritzgussprozess führte zur Validierung und Qualifizierung der Adapterbaugruppe im Teststand.
Ergebnis und medizinischer Nutzen
Die Tests bestätigten, dass der Perfusionsadapter eine sichere, reversible und schonende Verbindung zwischen Blutgefäß und Perfusionssystem ermöglicht. Die strömungstechnischen Anforderungen, insbesondere die Aufrechterhaltung einer pulsierenden Strömung, wurden vollständig erfüllt. Alle Prozesse und Materialien wurden gemäß medizintechnischer Standards entwickelt und unter Reinraumbedingungen umgesetzt.
Anwendungen in Tissue Engineering und Transplantationsmedizin
Diese innovative Technologie eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich des Tissue Engineering, indem sie die Anbindung von künstlichen Blutgefäßen, wie etwa Kollagenhohlfasern, verbessert. Gleichzeitig bietet sie eine sichere und schonende Lösung zur Anbindung natürlicher Blutgefäße in der Transplantationsmedizin, insbesondere für normothermische Perfusionssysteme. Die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts markiert einen wichtigen Schritt zur Verbesserung medizinischer Anwendungen und zur Steigerung der Effizienz in der Versorgung von Gewebestrukturen und Organen.
Wir danken dem FILK (Freiberger Institut für Leder- und Kunststoffbahnen), welches die Kollagenhohlfasern entwickelt hat, für die erfolgreiche Zusammenarbeit im Forschungsprojekt.
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Kennzeichen: 49MF200097, „Perfusionsadapter - Verbinden von Gefäßstrukturen“
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Kontakt
Tino Jacob
+49 341 4941-761
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