Herzfehler bei Kindern: Bio-inspirierter Klebstoff

20. Januar 2014
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Forscher haben einen neuen chirurgischen Klebstoff entwickelt, der die Korrektur angeborener Herzfehler bei Kindern wesentlich erleichtern könnte. Dieser kann innerhalb von Sekunden durch UV-Licht aktiviert werden und zeigt eine gute Gewebeverträglichkeit.

Mit Hilfe des Klebstoffes können innerhalb von Sekunden im schlagenden Herz biologisch abbaubare Flicken (sogenannte biodegradierbare Patches) angebracht werden, die sowohl hohem Blutdruck als auch schnellen Herzrhythmen standhalten. Die Ergebnisse der ersten präklinischen Studie wurden nun in dem Fachmagazin Science Translational Medicine veröffentlicht.

Inspiration von der Natur

„Bisher waren oft zeitaufwendige Nähte nötig, um Löcher im Herzen zu schließen. Die vorhandenen Klebstoffe waren entweder toxisch, hatten nicht genügend Klebekraft oder verloren unter feuchten, hochdynamischen Bedingungen ihre Klebekraft“, erklärt Dr. Lang, Assistenzärztin in der Klinik für Angeborene Herzfehler und Pädiatrische Kardiologie des Universitäts-Herzzentrums Freiburg – Bad Krozingen. Während ihrer Postdoc-Zeit im Labor von Prof. Dr. Pedro del Nido, Leiter der herzchirurgischen Abteilung des Boston’s Children’s Hospital, wurde eine Kooperation mit Prof. Dr. Jeffrey Karp geschlossen, Leiter des Laboratory for Advanced Biomaterials and Stem-Cell-Based Therapeutics in Cambridge, Massachusetts. In enger Kooperation wurde ein bio-inspirierter Klebstoff (hydrophobic light-activated adhesive, HLAA) entwickelt. Für die Entwicklung des Klebstoffs holten sich die Forscher Inspiration von der Natur, beispielsweise von Insekten, die visköse und hydrophobe Sekrete produzieren, die an feuchten Oberflächen haften. So ist auch der HLAA wasserabweisend und wird bei Kontakt mit Blut nicht ausgewaschen.

Klebstoff wird auf dem Flicken aufgebracht, bevor dieser am Herzen appliziert wird © Randal McKenzie / McKenzie Illustrations

Klebstoff wird auf dem Flicken aufgebracht, bevor dieser am Herzen appliziert wird
© Randal McKenzie / McKenzie Illustrations

defektes Blutgefäß wird mit Klebstoff verschlossen. © Randal McKenzie / McKenzie Illustrations

Defektes Blutgefäß wird mit Klebstoff verschlossen.
© Randal McKenzie / McKenzie Illustrations

Operationszeit verkürzen

„Die kleberbeschichteten Patches konnten im Tiermodell bereits Defekte in der linken Herzkammer ohne zusätzliche Nähte verschließen und hielten dem hohen Druck stand, mit dem Blut durch Herz und Blutgefäße gepumpt wird“, sagt Frau Dr. Maria Nunes Pereira, Department of Medicine des Brigham and Women’s Hospitals. „Mit dem Kleber verbundene Gewebe oder Flicken halten ebenso gut wie herkömmliche Nähte, können aber wesentlich schneller und sogar an schwer zugänglichen Stellen angebracht werden“, erklärt Lang. Zudem seien der HLAA-Klebstoff und die verwendeten Flicken biologisch abbaubar, elastisch und bestens verträglich, so dass keine fremden oder giftigen Stoffe im Körper verbleiben. „Dieser neuartige Klebstoff hat das Potenzial, die Operationszeit und die Komplexität der herzchirurgischen Eingriffe zu verkürzen“, sagt Frau Prof. Dr. Brigitte Stiller, Ärztliche Direktorin der Klinik für Angeborene Herzfehler und Pädiatrische Kardiologie des Universitäts-Herzzentrums Freiburg – Bad Krozingen.

Noch in der Testphase

Momentan befindet sich der Klebstoff noch in der Testphase. Weitere präklinische Studien, vor allem Langzeitstudien, sind essentiell. Diese werden derzeit von Frau Dr. Lang und ihrer Arbeitsgruppe am Universitäts-Herzzentrum Freiburg – Bad Krozingen durchgeführt.

Originalpublikation:

A Blood-Resistant Surgical Glue for Minimally Invasive Repair of Vessels and Heart Defects
Nora Lang et al.; Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.3006557; 2014

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