Herz-OP: Künstliche Aortaklappe aus dem 3D-Drucker

 19. Januar 2015  Andreas Krämer  

Forscher eines Teams des St. Joseph’s Hospital in Phoenix (Arizona) haben interessante Neuigkeiten auf dem Kongress der Radiological Society of North American (RSNA) 2014 präsentiert, was die Behandlung des Herzleidens Aortenstenose mit Unterstützung des 3D-Drucks angeht.

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Eine Aortenstenose ist der medizinische Begriff für verschiedene, angeborene oder erworbene Krankheiten, in deren Folge es zu einer Verengung des Ausflusstraktes der linken Herzkammer kommen kann. Die Aortenstenose ist entweder angeboren oder entsteht aus einer Entzündung, Fehlbildung oder degenerativen Prozessen.

Bei einer Aortastenose öffnet sich die Aortaklappe, die Klappe die das Herz mit der Hauptschlagader verbindet, nicht richtig. Die Aortaklappe sorgt dafür, das Blut aus dem Herzen in die Aorta fließen kann. Während der normalen Herzkontraktion schließt sich dieses Ventil. Von Aortastenose betroffenen Patienten kann ein Herzinfarkt, Ohnmacht, Herzversagen und im schlimmsten Fall der plötzliche Tod ereilen. Wer eine schwere Aortastenose hat, es aber nicht weiß, dessen Wahrscheinlichkeit steht bei 50% innerhalb der nächsten 2 Jahre zu sterben.

Die traditionelle Behandlung der Aortenstenose erfordert eine komplexe Operation, bei der der Brustkorb geöffnet und eine künstliche Herzklappe eingesetzt wird. Die Risikofaktoren sind sehr hoch und die Erholungszeiten zu lang. Nicht selten entscheiden sich Patienten deshalb gegen eine solche Operation.

Aortaklappe aus 3D-Drucker
Der 3D-Druck unterstützt die Aortenstenose-Behandlung (Bild © 3Dprintingindustry.com).

Etabliertes Verfahren mittels 3D-Druck optimiert

Eine neue Methode mit Namen Transkatheter- Aortenklappenersatz, oder kurz TAVR, beinhaltet die Implantation einer prothetischen Aortaklappe durch einen Herzkatheter. Die Invasivität und die Rehabilitation für den Patienten sinkt mit dem TAVR-Verfahren erheblich.

Die Klappenprothese muss jedoch sehr exakt eingesetzt werden. Bei einer falschen Positionierung oder Größe könnte das Ventil die Koronararterie blockieren, ein Blutgerinsel verursachen und einen Schlaganfall auslösen. Die Aorta könnte zudem reißen.

Das Ärzteteam des St. John Hospitals setzte auf das Reality Computing, bestehend aus dem 3D-Scan, 3D-Druck und einer geeigneten 3D-Software. Basierend auf den CT-Scan-Daten der Herzen, Aorten und der Aortenklappen von drei Herzpatienten wurden passgenau Klappenprothesen mit einem 3D-Drucker gefertigt. Im Anschluss wurden die prothetischen Aortaklappen gescannt und mit den CT-Scans der Patienten verglichen. Das gedruckte 3D-Modell der Aortaklappe passte sehr genau.

In der Medizin bewährt sich der 3D-Druck immer häufiger. Ein Beispiel: Mit Hilfe von 2D-Röntgenbilder lassen sich 3-dimensionale, medizinische Modelle erstellen und mit dem 3D-Drucker schnell und kostengünstig bei verbesserter Qualität herstellen. Ein weiteres Beispiel für den erfolgreichen Einsatz von medizinischem 3D-Druck ist das innovative, medizinische Instrument Osteoid – gefertigt mit einem 3D-Drucker – mit dessen Hilfe Knochenbrüche um bis zu 80 Prozent schneller geheilt werden können.

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