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3D-gedruckte Membran "könnte Herzinfarktrisiko vorhersagen"

Laut The Heart Foundation werden dieses Jahr mehr als 920.000 Amerikaner einen Herzinfarkt erleiden. Jetzt haben Forscher eine maßgeschneiderte 3D-Elastikmembran entwickelt, die in die äußere Schicht der Herzwand implantiert werden kann. Sie könnte das Auftreten von Herzinfarkten vorhersagen und die Behandlung des Patienten "transformieren".

Das Forscherteam, darunter Prof. Igor Efimov von der School of Engineering and Applied Science an der Washington University, veröffentlichte kürzlich Details der Kreation in der Zeitschrift Naturkommunikationen.

Mit einem preiswerten 3D-Drucker konnten die Macher eine elastische Membran aus einem weichen und flexiblen Silikonmaterial entwickeln. Diese Membran ist so hergestellt, dass sie an die Form des Epikards eines Patienten - die äußere Schicht der Herzwand - angepasst ist.

Die Forscher druckten dann kleine Sensoren auf die Membran. Diese bestehen aus Halbleitermaterialien, einschließlich Silizium, Galliumarsenid, Galliumnitrid, Metallen, Metalloxiden und Polymeren.

Die Sensoren sind in der Lage, eine Anzahl von Arrhythmie-Markierungen zu messen - ein Zustand, der durch Probleme mit der Frequenz oder dem Rhythmus des Herzschlags gekennzeichnet ist.

Weiter erklärt, wie die elastische Membran geschaffen wurde, sagt Prof. Efimov:

"Wir stellen das Herz des Patienten durch MRT (Magnetresonanztomographie) oder CT (Computertomographie) dar und extrahieren dann das Bild rechnerisch, um ein 3D-Modell zu erstellen, das wir auf einem 3D-Drucker drucken können."


Im Bild ist ein Beispiel der 3D-angepassten elastischen Membran zu sehen.
Bildquelle: Igor Efimov / Washington University

Er fügt hinzu, dass sie dann "die Form der Membran formen, die die Basis der Vorrichtung bilden wird, die auf der Oberfläche des Herzens eingesetzt wird".

Es gibt bereits ähnliche Geräte, die 2D sind. Aber die Forscher sagen, weil solche Geräte nicht in der Lage sind, die gesamte Oberfläche des Epikards zu bedecken, können sie unzuverlässige Ergebnisse produzieren.

3D-Membran "könnte lebenswichtige Organfunktionen überwachen"

Die Entwickler sagen, dass die neue elastische 3D-Membran Ärzten helfen könnte, das Auftreten von Herzinfarkten bei Risikopatienten vorherzusagen und die Behandlung zu verbessern.

Darüber hinaus könnte das Gerät zur Behandlung einer Vielzahl von Herzerkrankungen, einschließlich arteriellen Fibrillation helfen - eine Bedingung, die eine unregelmäßige Herzfrequenz verursacht.

Prof. Efimov sagt:

"Da dies implantierbar ist, können Ärzte die Vitalfunktionen in verschiedenen Organen überwachen und bei Bedarf eingreifen, um eine Therapie zu ermöglichen.

Im Falle von Herzrhythmusstörungen könnte es zur Stimulation des Herzmuskels oder des Gehirns eingesetzt werden, oder bei Nierenerkrankungen würde es die Ionenkonzentrationen von Kalzium, Kalium und Natrium überwachen. "

Laut Prof. Efimov könnte die Membran sogar einen Sensor enthalten, der Troponin misst - ein Protein in Herzzellen, von dem angenommen wird, dass es ein Marker für einen Herzinfarkt ist.

Er sagt, dass in Zukunft Geräte wie die 3D-Membran neben Ventrikulären Unterstützungsgeräten (VADs) verwendet werden könnten - mechanische Pumpen, die verwendet werden, um die Herzfunktion und den Blutfluss bei Personen zu unterstützen, die das Herz geschwächt haben.

"Das ist erst der Anfang", ergänzt Prof. Efimov. "Bisherige Geräte haben sich als vielversprechend erwiesen und Millionen von Leben gerettet. Jetzt können wir den nächsten Schritt gehen und einige Arrhythmie-Probleme angehen, die wir nicht zu behandeln wissen."

Medizinische Nachrichten heute berichteten kürzlich über eine Studie, die einen neuen Bluttest beschreibt, von dem Forscher sagen, dass er das Risiko eines Herzinfarkts genau vorhersagen kann.

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