Nach einem Herzinfarkt werden verengte Arterien künstlich mit Gefässstützen, sogenannten «Stents» offengehalten. Zwei ZHAW-Studentinnen haben für ihre Bachelorarbeit den Prototyp eines Systems entwickelt, mit dem sich neue Stents ohne Tierversuche testen lassen.
Die Maschinentechnik-Studentinnen Lea Dal Fabbro und Deborah Lüthi von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) haben ihr System auf Basis einer künstlichen Arterie gebaut: einem Gerüst, das mit menschlichen Zellen beschichtet wird. Ausserdem besteht das System aus einer Testkammer und einem künstlichen «Blutkreislauf».
Unterstützung erhielten die beiden Studentinnen dabei von Forschenden vom Departement Life Sciences und Facility Management der ZHAW, die die künstliche Arterie für das System herstellten. «Wir mussten lernen, welches Umfeld für die künstliche Arterie am besten geeignet ist», erklärte Lea Dal Fabbro im ZHAW-Magazin «impact», in dem das System vorgestellt wurde.
Mechanische Eigenschaften
Die Kollegen mussten wiederum bei der Herstellung der künstlichen Arterien darauf achten, dass sie den mechanischen Ansprüchen für das System genügten, so die Bachelor-Absolventin weiter. Die künstlichen Arterien verglichen Dal Fabbro und Lüthi mit Schweinearterien, die normalerweise für das Testen von Stents eingesetzt werden.
Das Arbeiten mit tierischem und menschlichem Gewebe sei eine Herausforderung gewesen, fügte Deborah Lüthi hinzu. «Normalerweise arbeiten wir zum Beispiel mit Metall, dessen Eigenschaften recht stabil sind.» Das Gewebe hingegen lieferte immer wieder andere Ergebnisse.
Um die Arterien herum konstruierten Dal Fabbro und Lüthi eine Testkammer - eine Art abgedichtetes Plexiglas-Rohr - mit daran angeschlossenem Pumpsystem, das den natürlichen Blutkreislauf imitiert.
Test unter Realbedingungen
Schliesslich unterzogen sie ihren Prototypen einem Test unter Bedingungen wie im menschlichen Blutkreislauf: Sie pumpten Flüssigkeit mit 80 Millilitern pro Minute und einem Druck von 120/80 mmHG durch die künstliche Arterie. Dabei gelang es ihnen auch, einen Stent einzuführen oder auszutauschen.
Die beteiligten ZHAW-Forschenden um Daniel Baumgartner wollen das System künftig weiter entwickeln und testen. «Wir sind auch bei den Abklärungen für ein grösseres Projekt, um den Prototyp zur Marktreife weiter zu entwickeln», erklärte Baumgartner auf Anfrage der Nachrichtenagentur sda.
Stents sind wichtige medizinische Hilfsmittel, um Blutgefässe offen zu halten, die beispielsweise durch Ablagerungen bei Arteriosklerose verengt sind. Damit helfen sie Herzinfarkte, Schlaganfälle oder plötzlichen Herztod zu verhindern.
Diese Gefässstützen werden routinemässig in Tierversuchsreihen an Schweinen getestet. Aber nicht nur für die Qualitätssicherung bestehender Produkte, sondern auch für Tests bei der Entwicklung neuer Stents könnte das System dereinst zum Einsatz kommen, so Baumgartner. (sda)
