Der Traum eines vietnamesischen Arztes von einem weichen künstlichen Herzen

Am Morgen des 1. Dezembers hielt Associate Professor Dr. Do Thanh Nho (University of New South Wales, Australien) in Hanoi einen inspirierenden Vortrag, in dem er das „weiche künstliche Herz mit Schlag“ vorstellte, das Ärzten helfen soll, die richtigen Patienten zu finden, Tests an neuen kardiovaskulären Geräten durchzuführen, komplexe Operationen zu proben und Risiken zu erkennen, bevor sie den Operationssaal betreten.

Das „weich schlagende künstliche Herz“ wird speziell für jeden Patienten entwickelt und kann die Bewegung, den Druck und den Blutfluss eines echten Herzens präzise nachbilden, wodurch die Sicherheit und die Erfolgsrate der Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen deutlich verbessert werden.

Praxis leitet Forschung

Zu Beginn ihres Vortrags sprach Dozent Dr. Do Thanh Nho über die Rolle des Kreislaufsystems als ein lebenswichtiges Organ. Das Herz eines jeden Menschen schlägt im Laufe seines Lebens 2,5 bis 3 Milliarden Mal, bei einer durchschnittlichen Lebenserwartung von 70 bis 80 Jahren. Es pumpt fast 200 Millionen Liter Blut durch den Körper – das entspricht dem Volumen von mehr als 80 olympischen Schwimmbecken.

Associate Professor Dr. Do Thanh Nho hielt einen Vortrag auf der VinFuture 2025 Science and Technology Week.

Was passiert, wenn das Herz erkrankt? Blutgerinnsel können zu Arterienrissen, Schlaganfällen und dem Absterben von Blutgewebe führen. Auch Herzklappenerkrankungen und Herzinfarkte aufgrund von Verstopfungen können die Folge sein. Diese Erkrankungen entwickeln sich sehr schnell, und Herzinsuffizienz, Arteriosklerose usw. sind die Endstadien von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind derzeit weltweit die häufigste Todesursache mit über 20,5 Millionen Todesfällen. Bis 2050 wird ein Anstieg auf 729,5 Millionen Menschen erwartet (ein Plus von 109 %), die an Herz-Kreislauf-Erkrankungen leiden (im Vergleich zu 2025). In Vietnam sind heute etwa 33 % der Todesfälle, also 1,6 Millionen Menschen, auf Herzinsuffizienz zurückzuführen – Tendenz steigend. Wie kann diese Erkrankung behandelt werden?

Komplexe chirurgische Eingriffe mit kardiovaskulären Implantaten spielen derzeit eine zentrale Rolle in der Behandlung dieser Erkrankungen. Die Patientenauswahl basiert jedoch häufig auf statischen Bildgebungsverfahren, der Anamnese oder Simulationen – Methoden, denen dynamisches Feedback und taktile Wahrnehmung fehlen. Dies führt zu ungenauen Beurteilungen, suboptimaler Behandlungsplanung und einem erhöhten Risiko postoperativer Komplikationen.

Privatdozent Dr. Do Thanh Nho und seine Kollegen haben erforscht, ob es möglich ist, ein Herz außerhalb eines lebenden Körpers zu erschaffen. Intelligentere und sicherere „weiche Roboterherzen“ könnten dazu beitragen, die weltweite Belastung durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verringern.

Hoffnung für die Kranken

Der Umgang mit Patienten, die nicht für eine Herzoperation geeignet sind oder auf ein Spenderherz warten, ist angesichts der geringen Auswahlmöglichkeiten ebenfalls eine schwierige Angelegenheit. Wissenschaftler fragen sich daher, wie diese Patienten am besten unterstützt werden können. Welche Lösung eignet sich am besten für diese praktischen Probleme?

Weltweit gibt es derzeit 24 Millionen Fälle von Mitralklappeninsuffizienz, wovon bis zu zwei Drittel auf Herzklappenerkrankungen zurückzuführen sind. Dank medizinischer Fortschritte ist es heute möglich, mittels eines TMVI-Katheters in die Mitralklappe einzugreifen und so die Pumpfunktion der linken Herzkammer zu unterstützen. Allerdings ist es schwierig vorherzusagen, ob das implantierte Gerät vom Körper vertragen wird und ob der Zustand des Patienten für diese Methode geeignet ist. Zudem können Komplikationen wie Blutungen um die Klappe herum auftreten. Bei fast 68,5 % der untersuchten Patienten kommt die TMVI-Methode nicht zum Einsatz.

Weltweit leiden fast 64 Millionen Menschen an Herzinsuffizienz, fast die Hälfte davon an HFrEF (Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion). Die beste Lösung ist die Implantation eines linksventrikulären Unterstützungssystems (LVAD), das die Pumpfunktion aufrechterhält und das Überleben des Patienten sichert. Allerdings weisen 43 % der Patienten zusätzlich eine Rechtsherzinsuffizienz auf, wodurch die Funktion des linken Ventrikels nicht ausgeglichen wird und das Überleben des Patienten gefährdet ist. Es ist daher äußerst schwierig, mit absoluter Sicherheit zu bestimmen, ob ein Patient für die Implantation eines linksventrikulären Unterstützungssystems geeignet ist.

Wie lässt sich das Komplikationsrisiko bei Patienten mit einem linksventrikulären Unterstützungssystem frühzeitig erkennen? Welchen klinischen Herausforderungen muss sich die Medizin aktuell stellen? Zudem gibt es weiterhin Patienten, für die eine Implantation oder Anwendung solcher Geräte nicht geeignet ist.

Angesichts des Mangels an Hilfsmitteln und zuverlässiger Ausrüstung für Ärzte suchte das Forschungsteam um Associate Professor Dr. Do Thanh Nho nach einer Antwort und fand eine Lösung: Anstatt Geräte in den menschlichen Körper zu implantieren, was zu Komplikationen führen oder für den Zustand des Patienten ungeeignet sein kann, können wir Geräte außerhalb des Körpers entwickeln, die beim Leben helfen?

Das natürliche Herz gilt als das komplexeste System von Muskelfasern in der Natur. Das Forschungsteam untersucht ein weiches künstliches Herz, das die Bewegung eines normalen Herzens mithilfe von Ultraschall in Längs- und Querachse nachahmt.

Dr. Viet und seine Kollegen hoffen, in Zukunft ein weiches Roboterherzmodell mit intelligenteren klinischen Testverfahren entwickeln zu können, das in der Lage ist, das Risiko von Komplikationen und implantierten kardiovaskulären Geräten genau zu bestimmen, bevor diese in den Körper des Patienten eingesetzt werden.

Zu den aktuellen Herausforderungen des Forschungsteams gehört, dass die Technologie zwar verfügbar ist, die Bildgebung medizinischer Geräte aber noch nicht ausgereift genug ist, um präzise Daten zu erfassen. Zudem ist es schwierig, das Aktivitätsmuster des Herzens des Patienten zu erfassen. Der Mangel an qualitativ hochwertigen Daten stellt eine große Herausforderung dar.

„Langfristig werden wir ein vollständig künstliches Roboterherz aus weichen Materialien entwickeln, das das menschliche Herz ersetzen kann, um die Überlebensrate von Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erhöhen“, sagte Associate Professor Dr. Do Thanh Nho.

Um diesen Traum zu verwirklichen, betonte der Wissenschaftler die Notwendigkeit einer engen Zusammenarbeit in der Forschung sowie der herausragenden Entwicklung in den Bereichen Medizin, künstliche Intelligenz und Materialwissenschaften. Insbesondere verwendet das 3D-Modell gängige Materialien, und die Technologie nutzt MRT und SCT, um das menschliche Herz zu beschreiben und daraus ein 3D-Herzmodell zu erstellen. Es wird erwartet, dass wir durch interdisziplinäre Zusammenarbeit gemeinsam das künstliche Herz zu einem erschwinglichen Preis testen können, sodass diese Technologie für die breite Bevölkerung zugänglich wird.

Thu Huong

Quelle: https://daidoanket.vn/giac-mo-ve-trai-tim-nhan-tao-mem-cua-tien-si-nguoi-viet.html