"Im ersten Moment habe ich es nicht geglaubt. Ich dachte, die erzählen mir jetzt einen Humbug, nur um mich da zu behalten, weil: Das konnte ich mir gar nicht vorstellen. Und dann, nach ein paar Stunden, hatte ich wieder Kammerflimmern gehabt beziehungsweise bin wieder umgekippt gewesen und da haben die mich wiedergeholt und so fing es an zu dämmern: Dein Herz ist wirklich schlecht, du musst hierbleiben, ja und dann hing ich nur an Maschinen, die mich am Leben gehalten haben, die meinen Zustand wieder stabilisiert haben, so dass mein eigenes Herz explantiert werden konnte und halt das Kunstherz implantiert werden konnte."
"Ich bin 20 Jahre alt und die Ursache konnte mir kein Arzt sagen, aber es wird wahrscheinlich eine Herzmuskelentzündung gewesen sein, die jeder Mensch haben kann, die wird auch bei jedem Menschen wieder weggehen. Nur bei mir ist eine Grippe dazugekommen und da war innerhalb von knapp zwei Wochen mein Herz so schlecht, dass mir das Cardiowestsystem implantiert wurde."
Jens sitzt in seinem Zweibettzimmer im Herzzentrum Bad Oeynhausen am Fenster. Zwei Plastikschläuche, jeweils so dick wie der kleine Finger, kommen aus seinem Bauch und führen zu einer schwarzen Kiste, so groß wie eine Einkaufstasche. Darin geht es unaufhörlich zur Sache:
"Die Geräusche, die sie jetzt hören, das ist der ganz normale
Antrieb, das ist der Kompressor, der die Druckluft hin- und herspeichert."
Daniela Roefe betreut in Bad Oeynhausen speziell Patienten mit einem Cardiowest-System, hilft ihnen bei der Bedienung, überwacht die Werte. Sie deutet auf Jens grünes Sweatshirt, unter dem sich etwas deutlich bewegt.
"Das eigene Herz spürt man ja nicht immer. Man hat ja nicht das Gefühl: Ach mein Herz. Aber hier spürt man das ganz deutlich. Hier das bummert richtig so ein bisschen in der Brust, fühlen Sie mal."
Das Cardiowest ist ein System, das - angelehnt an unser normales Herz - zwei Hauptkammern hat und vier Herzklappen. Es passt nicht in jeden Brustkorb. Bei Frauen oder schmalen Männern kann es nicht eingesetzt werden. Angetrieben wird das Cardiowest pneumatisch. Druckluft gelangt von einem Kompressor über zwei Schläuche zum implantierten Herzen. Dort drückt sie das Blut aus zwei Plastikbeuteln in den kleinen Lungen- und den großen Körperkreislauf. Wenn die Druckluft entweicht, füllen sich die Beutel wieder.
Ist das eigene Herz eines Patienten so zerstört, dass selbst Herzunterstützungssysteme nicht mehr helfen können, dann muss es ersetzt werden. Dazu wird das Herz herausgeschnitten. Zurück bleiben nur die Hinterwände der Vorhöfe und die Stümpfe der großen Gefäße. Da ein Spenderherz in den seltensten Fällen verfügbar ist, muss nun ein künstliches Organ die Lücke füllen. Das Cardiowest ist derzeit das einzige System, das dafür geeignet ist – und auch das nur auf Zeit. Ein Kunstherz, das dauerhaft implantiert werden kann, gibt es bis heute nicht - trotz jahrzehntelanger Forschung.
In den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts beginnt die Entwicklung künstlicher Organe. 1953 wird die erste Herz-Lungen-Maschine vorgestellt. Vier Jahre später schlägt das erste Kreislaufunterstützungssystem in einem Hund. Willem Kolff hatte es implantiert. Erst Mitte der 60er Jahre werden Herzunterstützungssysteme auch in die menschliche Brust eingepflanzt. Beflügelt durch die erste Herztransplantation von Christiaan Barnard 1967 wollen Forscher nun beim vollständigen Herzersatz aufschließen. Doch erst 1982 ist es so weit: Ein US-amerikanisches Team implantiert das von Robert Jarvik entwickelte gleichnamige Kunstherz in einen Menschen - Dieser lebt damit noch 119 Tage. Das System wird schließlich vom Unternehmen Syncardia weiterentwickelt als "Cardiowest". Im Wesentlichen entspricht es noch heute seiner Erstversion.
Nur bei wenigen Menschen ist das Herz eines Tages so zerstört wie bei Jens. Sein Herz war nicht einmal vorgeschädigt. Dennoch musste es bei dem damals Achtzehnjährigen innerhalb kürzester Zeit komplett ersetzt werden.
"Bei einer Entzündung des Herzens, wie er sie gehabt hat, kann es sein, dass das ganze Herz voller Gerinnsel sitzt und wenn das Herz dann ausschlägt, dann können diese Gerinnsel auch ausgeworfen werden, die gehen dann in den Blutkreislauf, die können die kleinen Gefäße verstopfen, das können Gefäße im Darm sein, das können Gefäße in der Leber sein und dann verschlechtert sich die Organfunktion, das heißt der Patient kommt dann in ein Multiorganversagen. Da müssen Sie schnell genug sei, damit sie diese Quelle dieser Embolien, entfernen können. Und diese Quelle der Embolien, war dieses entzündete, nicht mehr funktionierende Herz."
Professor Reiner Körfer war bis Anfang dieses Jahres Ärztlicher Direktor des Herz- und Diabeteszentrums in Bad Oeynhausen. Dort hat er die Entwicklung von Herzunterstützungssystemen und von Kunstherzen begleitet. Im Jahr 2001 war er der erste in Europa, der das Cardiowest-System implantierte - als Notlösung für Schwerstkranke. Körfer:
"Dieses System verwenden wir ausschließlich als Überbrückung zur Transplantation, weil wir heute eine Wartezeit in Deutschland haben für Herztransplantationen, die weit über ein Jahr beträgt."
Das Cardiowest hält maximal zwei Jahre. Dann beginnen die Plastikschläuche porös zu werden, oder der sich ständig füllende und entleerende Blutsack im Kunstherzen hat sein Verfallsdatum erreicht. Daniela Roefe:
"Das ist ein Polyethylensack, der ist gepresst aus vier Schichten und Sie können sich vorstellen, ganz laienhaft gesprochen, wenn man auf so einen Luftballon immer mit Druckluft da draufhaut, könnte es zur Materialermüdung kommen, und daraufhin empfehlen wir, damit es nicht zur Materialermüdung kommt, den Patienten zu transplantieren."
"Das war das Alarmgeräusch wo man schnell werden sollte, wo man genau gucken müsste."
Daniela Roefe überprüft das Cardiowest von Jens. Täglich werden die technischen Daten per Laptop ausgelesen. Sie ruft die Werte der pausenlos belasteten Blutbeutel auf.
"Diese Druckkurven werden dort auf dem Laptop sichtbar gemacht und anhand dieser Druckkurven können wir sehen, wie akkurat das System funktioniert. Und dieser kurze Hinweisalarm, der kommt häufig vor, weil man sich falsch bewegt, da braucht man nur abknicken, die Schläuche, das passiert schnell."
Die Schläuche, die durch die Bauchdecke hindurchführen, gerade sie werden für alle Cardiowest Patienten schon nach kurzer Zeit zum Problem. Dort wo sie in den Körper eintreten, kommt es schnell zu Entzündungen, auch wenn die Stelle ständig mit einem sterilen Verband abgedeckt ist. Jens:
"Mmh, es war schon vor einem Jahr, und dann hat man mir Antibiotika gegeben, dann ist es erst ein bisschen zurückgegangen, bloß wenn man an der Drive-line, an den Schläuchen, wo die in den Bauch gehen, das entzündet hat, es geht nicht mehr weg, weil man die Keime nicht komplett wieder rausbekommt. Also die Entzündung bleibt."
Wegen der chronischen Entzündung und der in wenigen Monaten ablaufenden Lebenszeit des Cardiowest-Systems ist es nun höchste Zeit für eine Transplantation. Jens ist auf der Warteliste für Spenderherzen als "hochdringlich" gelistet.
Die Zahl der Organspender geht in Deutschland stetig zurück. Im vergangenen Jahr warteten über 800 Patienten auf eine Transplantation, es gab aber nur 390 Spenderherzen. Reiner Körfer sieht nur eine Lösung für das Dilemma: ein Kunstherz, mit dem der Patient auf Dauer leben kann. Weltweit arbeiten Forscher an einem Antrieb, der "unkaputtbar" ist, und an Materialien, die auch über Jahre und Jahrzehnte hinweg nicht ermüden. In diesem Jahr hat Professor Reiner Körfer gemeinsam mit der Rheinisch Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen ein Konzept für ein dauerhaftes Kunstherz vorgestellt, Reinheart heißt es und es soll alles bisherige übertreffen. Er betont,
"dass das System als echte Alternative zur Herztransplantation angesehen werden muss im Hinblick auf die Lebenserwartung und die Lebensqualität."
"Wir hören unser neues Kunstherz, dabei hören wir vor allem nur die Klappen des Herzens, der Motor ist völlig geräuschlos."
Das Geräusch in einem Labor des Helmholtzinstituts der RWTH Aachen ist dennoch nicht unerheblich – auch wenn es im Körper später durch das umliegende Gewebe gedämpft wird. Diplomingenieur Thomas Finocchiaro, der maßgeblich an der Entwicklung des Reinheart beteiligt ist, weiß um das Problem.
"Da müssen wir noch sehen. In einem anderen Projekt entwickeln wir Klappen aus Polyurethan, die dann geräuschlos sind. Wenn das gut läuft, dann werden wir auch im Kunstherzen die Klappen einsetzen, dann wird das Herz auch komplett leise sein."
Die Aachener Forscher stellen sich ein vollimplantierbares Kunstherz vor, bei dem ein kleiner im Körper liegender Motor mit elektrischer Energie von außen gespeist wird. Und das soll nicht über Kabel, sondern "per Funk" geschehen. Schläuche oder Leitungen, die aus dem Bauch des Patienten ragen, wären damit passé. Das Reinheart ist größer als das normale Herz, aber kleiner als das Cardiowest. Es soll in den Brustkorb von 80 Prozent der Erwachsenen passen und nicht mehr als 800 Gramm wiegen – das doppelte des normalen Herzens. Es besteht aus zwei dem natürlichen Herz vergleichbaren Kammern und vier Herzklappen, sowie einem elektromagnetischen Antrieb. Neben dieser Einheit, gibt es noch weitere technische Elemente, die in den Körper des Patienten eingepflanzt werden müssen: einen so genannten Controller, der den Antrieb steuert, und eine Notfallbatterie – beide sind jeweils so dick wie eine Zigarettenschachtel. Außerdem wird noch ein handflächengroßer Teller direkt unter die Haut implantiert. Er dient zur Energieübertragung per Induktion. Von außen kann ein entsprechendes Gegenstück auf die Haut gelegt werden, das per Kabel mit Akkus verbunden ist. Diese Akkus können in einem handygroßen Täschchen am Gürtel getragen werden.
Wie sicher ist so ein komplexes System, das ganz verschlossen im Körper dauerhaft arbeiten soll? Die Reinheart-Entwickler haben sich im Laufe der bald 18 Jahre, die sie bereits an der Idee arbeiten, von einem mechanischen Antrieb mit vielen Bauteilen und potentiellen Fehlerquellen verabschiedet. Dr. Ulrich Steinseifer koordiniert die technische Umsetzung des Projektes Reinheart am Helmholtzinstitut für Biomedizinische Technik in Aachen.
"Also, wir haben mittlerweile einen schönen kleinen, kompakten, auch nicht allzu schweren Antrieb, der für ein Kunstherz brauchbar ist. Wir haben jetzt die Erstimplantation in einem Kalb gehabt im Januar und er hat ganz hervorragend funktioniert."
Eine Stunde lang schlug das Reinheart in dem Tier. Dann wurde das Herz abgeschaltet. Das System hatte eine regelmäßige und stabile Leistung gezeigt, die Probe aufs Exempel war bestanden.
Beim elektromagnetischen Antrieb des Reinheart gibt es nur zwei wesentliche Bauteile: einen Magneten und eine Spule. Der Magnet ist fixiert, während sich die Spule im Magnetfeld bewegt.
Den Strom bekommt die Spule nicht über ein gerades Kabel, das durch die ständige Bewegung irgendwann brechen würde. Stattdessen fließt der Strom über eine Spiralfeder, ähnlich einer auseinandergezogenen Papiergirlande. Da sie gleichmäßig belastet wird, ist sie sicherer. Die Forscher am Helmholtzinstitut für Biomedizinische Technik in Aachen haben schon vor zwei Jahren eine Testapparatur mit einem Motor gestartet, um zu sehen, wie haltbar eine solche Spiralfeder ist.
Finocchiaro:
"In dem Tester werden die Federn getestet, die die bewegte Spule mit Strom versorgen. Das ist ein beschleunigter Test, das entspricht ungefähr vier Jahren normalen Betriebs und da haben die noch gar keine Probleme gemacht."
Steinseifer:
"Der Start vom Versuch war am 21.02.07- jetzt muss ich mal gucken, wöchentlich Zählerstand und eventuelle Probleme werden notiert."
Finocchiaro:
"Also, die wichtigsten Probleme hier bei dem Tester war eigentlich, dass der Motor, der den Tester antreibt schon zweimal ausgefallen ist."
Allein den Antrieb mit seinen Einzelelementen zu optimieren wird noch Jahre brauchen. Gleichzeitig muss die Elektronik so sicher werden, dass sie nicht ausfallen kann. Die Aachener Forscher denken an eine selbstüberwachende Elektronik, die vielleicht sogar noch ein zweites Mal vorhanden ist, damit die Hauptelektronik bei Problemen noch einmal neu gestartet werden kann. Das Reinheart muss Stück für Stück wachsen. Dr. Ulrich Steinseifer, der das Projekt in Aachen leitet, meint lakonisch:
"Viele meiner Kollegen Maschinenbauer sagen immer: Ihr macht doch nur eine Pumpe! Aber wenn man bedenkt, dass wenn man ein Kunstherz will, das über mehrere Jahre hält, dann muss es ganz, ganz sicher über mehrere Millionen Zyklen halten. Das ist für ein technisches System eine sehr große Zahl."
Unser menschliches Herz pumpt im Schnitt 40 Millionen Mal im Jahr. Und unser Blut ist im wahrsten Sinne des Wortes ein besonderer Saft. Blut greift Materialien an, verändert ihre Eigenschaften und macht Forschern einen Strich durch ihre Langzeitberechnungen. Blut erkennt alles Fremde und will es abschotten: zum Schutz des Körpers. Beim Kunstherzen wird das zum Problem. An seinen Oberflächen bilden sich Thromben, lebensgefährliche Blutgerinnsel. Patienten müssen auf Dauer blutverdünnende Medikamente nehmen. Auch ist Blut noch in einer anderen Weise eigenwillig: Was es will, ist "relativ gemächlich fließen". Muss es stehen bleiben oder wird es zu schnell bewegt, lösen sich die roten Blutkörperchen auf. Weltweit suchen Forscher deshalb nach speziellen Materialien für die Kunstherz-Oberflächen. Sie dürfen das Blut nicht stören. Auch muss das Innere der Blutkammern so geformt sein, dass das Blut optimal fließen kann. Der Weg zum perfekten Kunstherzen ist weit. Diese Erfahrung mussten auch die Entwickler des AbioCor machen. Noch vor einigen Jahren glaubten sie ganz nah dran zu sein. Am 2. Juli 2001 wurde das AbioCor in Louisville, Kentucky, erstmals mit Erfolg bei einem Menschen eingesetzt. Es war das erste voll implantierbare Kunstherz der Welt.
Für eine klinische Studie mit dem AbioCor-Kunstherzen in den USA wurden 14 Patienten ausgewählt. Zum Zeitpunkt der Kunstherz-Implantation hatten sie eine maximale Lebenserwartung von 29 Tagen. Alle Welt blickte auf die Studie. Auch Professor Reiner Körfer, damals Klinikdirektor im Herz- und Diabeteszentrum Bad Oeynhausen.
"In AbioCor haben wir große Hoffnungen gesetzt, und nach den ersten sechs, acht Implantationen war uns eigentlich klar, dass dass kein System für uns war; das war zwar spektakulär, weil es das erste komplett implantierbare Kunstherz war, aber die Probleme gerade im Hinblick auf Embolien waren so stark, dass wir Abstand davon genommen haben, das System zu implantieren."
Von den 14 Patienten starben zwei während der Operation, die übrigen lebten im Durchschnitt noch fünf Monate in der Klinik. Einer konnte sogar entlassen werden und überlebte mit dem Kunstherzen 17 Monate. Aufgrund dieser Studie wurde das AbioCor in den USA von der dortigen Zulassungsbehörde FDA für die Implantation in schweren Ausnahmefällen zugelassen. Allerdings ist das Kunstherz der Firma Abiomed seither nicht ein einziges Mal mehr eingesetzt worden.
"Abiomed hat das System vor 27 Jahren begonnen mit deutlicher Unterstützung des amerikanischen Staates. Das war geboren aus der Zeit, wo man zum Mond geflogen ist, das Apollo-System war da und man sagte: wenn man das kann, dann kann man auch ein Herz ersetzen."
Doch mit den Jahren kam die Ernüchterung. Das menschliche Herz, das sich im Mutterleib aus einem Schlauch entwickelt, ist nur etwa so groß wie die eigene Faust, aber ein perfekte Pumpe. Es ist weich und passt sich flexibel in den Körper ein. Gleichzeitig ist es enorm leistungsstark. Dieses Organ gehört nicht zu den komplizierten im menschlichen Körper und doch ist es bislang nicht nachzubilden. Dr. Thomas Sieß, Technischer Direktor der Firma Abiomed Europe stellt deshalb ganz nüchtern fest:
"Also in den 14 Patienten haben wir einiges gelernt, wo das System einfach auch noch besser werden konnte, und diese Hausaufgaben sind gemacht."
Das AbioCor Kunstherz mit zwei Blutkammern und vier Herzklappen hat einen elektrohydraulischen Antrieb. Der Antrieb liegt in der Mitte zwischen den beiden Blutkammern und ist durch eine Membran vom Blut getrennt. Unablässig wird die Membran von einer Flüssigkeit hin und herbewegt, das Blut so gepumpt. Was bei diesem AbioCor der ersten Generation jedoch Probleme bereitete, das war ein Nebeneffekt des elektrohydraulischen Antriebes. Denn, so Dr. Thomas Sieß, das Kunstherz will sich immer mit der gleichen Menge Blut füllen.
"Und das heißt, man muss sehr aufpassen, dass das Volumen, was das System versucht zu pumpen von den Vorhöfen und von der venösen Drainage, auch wirklich da ist. Wir müssen da proaktiv aufpassen, dass wir nicht versuchen, Volumen in das System rein zu holen, was gar nicht da ist."
Dann nämlich würde sich das System kurzfristig festsaugen und erst nach einer Weile wieder richtig weiterarbeiten können. Beim AbioCor I soll das Problem jetzt behoben sein. Ziel ist jedoch wiederum nur, die Wartezeit bis zu einer Herztransplantation zu überbrücken. In seiner überarbeiteten Version ist das Kunstherz jetzt offenbar zur klinischen Neuerprobung bereit. Sieß:
"Wir sind momentan wieder an dem Punkt, wir haben in den USA zwei Zentren, die aktiv wieder nach Patienten suchen. Also es könnte derzeit jeden Tag passieren, dass wir ein Implantation haben."
Da das AbioCor I aufgrund des elektrohydraulischen Antriebs recht groß ist und nur Menschen mit einem breiten Brustkorb eingesetzt werden kann, arbeitet die Herstellerfirma parallel an einem deutlich kleineren Kunstherzen: AbioCor II. Doch erst wenn die jetzt vorgesehen klinischen Studien mit dem veränderten AbioCor I erfolgreich waren, dann soll der Zwilling AbioCor II vorangebracht werden.
Ein vollimplantierbares Kunstherz, ohne Schläuche zum Antrieb nach außen – das ist für viele Patienten derzeit ein Traum. Im Nebenzimmer von Jens, im Herzzentrum Bad Oeynhausen, hofft ein 69jähriger auf eine Herztransplantation. In seinem Fall reicht ein kleiner, tragbarer Antrieb nicht. Sein Cardiowest-Kunstherz ist an einem unablässig schnaufenden Kompressor angeschlossen, der die Größe einer Kommode hat und nur geschoben werden kann, wenn zwei Personen mithelfen. Bewegungsradius des Patienten: drei Meter. Bevor die tragbaren Cardiowest Antriebe kamen, teilten alle Patienten dieses Schicksal. Jens hat insofern Glück gehabt und sich gut damit eingerichtet, dass er seinen Antrieb in einem Rucksack mit sich tragen kann.
"Die Batterien sind hier hinten dran, zwei Stück, die kann man rausziehen. Die beiden entleeren sich zusammen, und zusammen halten die circa sechs Stunden."
Neben Jens Bett in der Herzklinik Bad Oeynhausen liegt der "Schlepperfreund" – eine Zeitschrift für Liebhaber von Oldtimer Traktoren. Anderthalb Jahre war Jens zu Hause gewesen, bevor er wieder in die Klinik musste.
"Zu Hause hab ich viel gemacht- lassen wir es mal so sagen: es ging immer nur langsam, aber ich bin meinem Hobby nachgegangen, Autofahren konnte ich wieder, ich hab auch Fahrrad gefahren, da hab ich das Ding mir halt in den Rucksack gestellt und ja, man ist halt schnell müde und kaputt, aber man lebt. Das Gewicht merkt man schon mal gar nicht, beim Atmen stört es auch nicht. Das einzige ist nur das Geräusch, was man hört. Wenn man morgens aufsteht, hört es sich an wie ein Wecker, den ich verschluckt hab, so ungefähr, wenn ich den Mund aufmache; aber da kann man mit leben. Ich habe jetzt Hobby von wegen Oldtimer Traktoren restaurieren und auch zu Oldtimer Treffen fahren. Da sind wir jedes Wochenende mit einem Schlepper und einem Bauwagen dahinter auf einem Treffen gewesen, das war gar keine Frage. Strom hatte ich immer bei mir, hatte einen Stromerzeuger besorgt, ja. Durch das Gerät hab ich mich gar nicht einschränken lassen, ja bis auf das Duschen, aber ansonsten gibt es keine Einschränkungen."
Derzeit gibt es weltweit acht Forschungszentren, die an vollimplantierbaren Kunstherzen arbeiten, an Systemen, die ihre Energie kabellos per Induktion beziehen. Keine Forschergruppe ist im Detail auskunftsfreudig. Schließlich tüfteln ja alle noch an blutfreundlichen Materialien und Designs, sowie an dauerhaltbaren Antrieben mit zuverlässiger Energiezufuhr. Im vergangenen Herbst gab der französische Herzspezialist Alain Carpentier bekannt, er habe zusammen mit Forschern des Luft- und Raumfahrtkonzerns EADS ein vollimplantierbares Kunstherz geschaffen. Im Tierversuch mit Kälbern habe es bereits gut funktioniert. Das Kunstherz aus Frankreich ist ein ganzes Kilogramm schwer und besteht aus tierischem Gewebe, Titan und Kunststoff. Eine spezielle Oberfläche aus Schweineknorpel soll die Bildung von Blutgerinnseln verhindern. Details gibt es bislang nicht. Klar ist nur: es ist auf jeden Fall nicht klein und keineswegs geräuschlos. Deutsche Herzspezialisten wie Reiner Körfer aber auch der Direktor des Berliner Herzzentrums Professor Roland Hetzer sind äußerst skeptisch.
"Herr Carpentier in Paris behauptet er habe ein künstliches Herz in Arbeit, wo die innere Oberfläche angeblich aus angezüchteten Knorpelzellen sein soll und damit nicht thrombogen – da wünsch ich ihm viel Glück. Alle bisherigen Versuche, die Oberflächen mit einer biologischen Oberfläche zu überziehen, sind daran gescheitert, dass durch die Aktionen der Pumpe selbst und die Heftigkeit auch der Blutströmung, diese Lagen, die sie da gebildet haben, abgeschwirrt sind. Wenn es Herrn Carpentier gelingen sollte, das wäre schön."
Roland Hetzer hält die meisten Ansätze für ein vollimplantierbares Kunstherz für "zu konventionell". So etikettiert er die Kunstherzen, die das Blut pulsartig in den Körper schicken, ganz so wie es das natürliche Herz auch tut. Er meint, dass der menschliche Körper keinen Puls braucht, das Blut könne durchaus kontinuierlich statt stoßweise fließen. Hetzer:
"Das zeige ich Ihnen mal."
In seinem Chefbüro im Berliner Herzzentrum öffnet er einen Schrank mit Rotationspumpen, also Strömungspumpen, die keine Klappen und Ventile haben. Bislang kommen sie in Unterstützungssystemen zum Einsatz, die zusätzlich zu einem geschwächten Herzen implantiert werden. Professor Roland Hetzer ist überzeugt, dass sie sich genauso gut auch für ein vollimplantierbares Ersatzherz nutzen ließen.
"Das hier sind jetzt verschiedene Modelle von Rotationspumpen. Das ist zum Beispiel die Pumpe Incor von der Firma Berlinheart, genauso gut die Pumpe von der Firma Soratec Heartmade-2 – oder das kleinste die Debakey-Pumpe, die wiegt nur 90 Gramm, ja mit dieser wird ein solches System gerade konstruiert. Das heißt, da wird irgendwo eine Schale, ein Reservoir gebildet, an das diese Pumpe angeschlossen ist und die Pumpe selber wird entweder an die Lungenschlagader oder an die Aorta angeschlossen. Das war‘s."
Für ein komplettes Kunstherz müssten dann entsprechend dem natürlichen Herzen zwei Pumpen angeschlossen werden. Der Vorteil solcher medizintechnischer Herz-Rotationspumpen ist, dass sie vergleichsweise klein und leicht sind, sie wiegen maximal 200 Gramm. Aufgrund ihrer Bauweise haben sie wenig Verschleiß. Aber ob der menschliche Organismus wirklich keinen Puls braucht, ob er mit gleichmäßig strömendem Blut auch bis in die kleinsten Gefäße ausreichend versorgt wird, da ist sich die Wissenschaftsgemeinde keineswegs einig. Roland Hetzer räumt ein:
"Es gibt noch keine Tierversuche, aber die wird es wahrscheinlich in diesem Jahr noch geben. Ich weiß, dass zum Beispiel in Houston Professor Frazier an einem System arbeitet mit Antrieben dieser Firma Heartware, kleine Zentrifugalpumpen, und er sagt, dass er in diesem Jahr noch Tierversuche machen wird."
Über die Jahre sind die Entwickler von künstlichen Herzen bescheidener geworden in ihren Prognosen. Ulrich Steinseifer, Leiter der Arbeitsgemeinschaft kardiovaskuläre Technik am Helmholtz-Institut in Aachen sagt insofern über das von ihm koordinierte Reinheart-Projekt:
"Also wenn jetzt alles hervorragend läuft, könnte man sagen: In vielleicht vier Jahren kämen wir mal in eine Humanimplantation. Dafür muss das aber relativ gut laufen."
Und Thomas Sieß von Abiomed resümiert:
"27 Jahre haben eigentlich gezeigt: es gibt nichts besseres als das natürliche Herz und wenn man einmal diese Technikgläubigkeit verloren hat, so nach dem Motto: wir können zum Mond fliegen ja, aber wir sind mit allen unseren technischen Möglichkeiten heute nicht in der Lage ein natürliches Herz nachzubilden, das so gut funktioniert wie das natürliche Herz,..dann ist das vordergründige Ziel und das ist der Fokus heute: Die Herzerholung, und dafür haben wir heute wesentliche Systeme, die auch in der Kardiologie eingesetzt werden. Nichtsdestotrotz, wenn das nicht funktioniert gibt es das Kunstherz."
"Ich bin 20 Jahre alt und die Ursache konnte mir kein Arzt sagen, aber es wird wahrscheinlich eine Herzmuskelentzündung gewesen sein, die jeder Mensch haben kann, die wird auch bei jedem Menschen wieder weggehen. Nur bei mir ist eine Grippe dazugekommen und da war innerhalb von knapp zwei Wochen mein Herz so schlecht, dass mir das Cardiowestsystem implantiert wurde."
Jens sitzt in seinem Zweibettzimmer im Herzzentrum Bad Oeynhausen am Fenster. Zwei Plastikschläuche, jeweils so dick wie der kleine Finger, kommen aus seinem Bauch und führen zu einer schwarzen Kiste, so groß wie eine Einkaufstasche. Darin geht es unaufhörlich zur Sache:
"Die Geräusche, die sie jetzt hören, das ist der ganz normale
Antrieb, das ist der Kompressor, der die Druckluft hin- und herspeichert."
Daniela Roefe betreut in Bad Oeynhausen speziell Patienten mit einem Cardiowest-System, hilft ihnen bei der Bedienung, überwacht die Werte. Sie deutet auf Jens grünes Sweatshirt, unter dem sich etwas deutlich bewegt.
"Das eigene Herz spürt man ja nicht immer. Man hat ja nicht das Gefühl: Ach mein Herz. Aber hier spürt man das ganz deutlich. Hier das bummert richtig so ein bisschen in der Brust, fühlen Sie mal."
Das Cardiowest ist ein System, das - angelehnt an unser normales Herz - zwei Hauptkammern hat und vier Herzklappen. Es passt nicht in jeden Brustkorb. Bei Frauen oder schmalen Männern kann es nicht eingesetzt werden. Angetrieben wird das Cardiowest pneumatisch. Druckluft gelangt von einem Kompressor über zwei Schläuche zum implantierten Herzen. Dort drückt sie das Blut aus zwei Plastikbeuteln in den kleinen Lungen- und den großen Körperkreislauf. Wenn die Druckluft entweicht, füllen sich die Beutel wieder.
Ist das eigene Herz eines Patienten so zerstört, dass selbst Herzunterstützungssysteme nicht mehr helfen können, dann muss es ersetzt werden. Dazu wird das Herz herausgeschnitten. Zurück bleiben nur die Hinterwände der Vorhöfe und die Stümpfe der großen Gefäße. Da ein Spenderherz in den seltensten Fällen verfügbar ist, muss nun ein künstliches Organ die Lücke füllen. Das Cardiowest ist derzeit das einzige System, das dafür geeignet ist – und auch das nur auf Zeit. Ein Kunstherz, das dauerhaft implantiert werden kann, gibt es bis heute nicht - trotz jahrzehntelanger Forschung.
In den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts beginnt die Entwicklung künstlicher Organe. 1953 wird die erste Herz-Lungen-Maschine vorgestellt. Vier Jahre später schlägt das erste Kreislaufunterstützungssystem in einem Hund. Willem Kolff hatte es implantiert. Erst Mitte der 60er Jahre werden Herzunterstützungssysteme auch in die menschliche Brust eingepflanzt. Beflügelt durch die erste Herztransplantation von Christiaan Barnard 1967 wollen Forscher nun beim vollständigen Herzersatz aufschließen. Doch erst 1982 ist es so weit: Ein US-amerikanisches Team implantiert das von Robert Jarvik entwickelte gleichnamige Kunstherz in einen Menschen - Dieser lebt damit noch 119 Tage. Das System wird schließlich vom Unternehmen Syncardia weiterentwickelt als "Cardiowest". Im Wesentlichen entspricht es noch heute seiner Erstversion.
Nur bei wenigen Menschen ist das Herz eines Tages so zerstört wie bei Jens. Sein Herz war nicht einmal vorgeschädigt. Dennoch musste es bei dem damals Achtzehnjährigen innerhalb kürzester Zeit komplett ersetzt werden.
"Bei einer Entzündung des Herzens, wie er sie gehabt hat, kann es sein, dass das ganze Herz voller Gerinnsel sitzt und wenn das Herz dann ausschlägt, dann können diese Gerinnsel auch ausgeworfen werden, die gehen dann in den Blutkreislauf, die können die kleinen Gefäße verstopfen, das können Gefäße im Darm sein, das können Gefäße in der Leber sein und dann verschlechtert sich die Organfunktion, das heißt der Patient kommt dann in ein Multiorganversagen. Da müssen Sie schnell genug sei, damit sie diese Quelle dieser Embolien, entfernen können. Und diese Quelle der Embolien, war dieses entzündete, nicht mehr funktionierende Herz."
Professor Reiner Körfer war bis Anfang dieses Jahres Ärztlicher Direktor des Herz- und Diabeteszentrums in Bad Oeynhausen. Dort hat er die Entwicklung von Herzunterstützungssystemen und von Kunstherzen begleitet. Im Jahr 2001 war er der erste in Europa, der das Cardiowest-System implantierte - als Notlösung für Schwerstkranke. Körfer:
"Dieses System verwenden wir ausschließlich als Überbrückung zur Transplantation, weil wir heute eine Wartezeit in Deutschland haben für Herztransplantationen, die weit über ein Jahr beträgt."
Das Cardiowest hält maximal zwei Jahre. Dann beginnen die Plastikschläuche porös zu werden, oder der sich ständig füllende und entleerende Blutsack im Kunstherzen hat sein Verfallsdatum erreicht. Daniela Roefe:
"Das ist ein Polyethylensack, der ist gepresst aus vier Schichten und Sie können sich vorstellen, ganz laienhaft gesprochen, wenn man auf so einen Luftballon immer mit Druckluft da draufhaut, könnte es zur Materialermüdung kommen, und daraufhin empfehlen wir, damit es nicht zur Materialermüdung kommt, den Patienten zu transplantieren."
"Das war das Alarmgeräusch wo man schnell werden sollte, wo man genau gucken müsste."
Daniela Roefe überprüft das Cardiowest von Jens. Täglich werden die technischen Daten per Laptop ausgelesen. Sie ruft die Werte der pausenlos belasteten Blutbeutel auf.
"Diese Druckkurven werden dort auf dem Laptop sichtbar gemacht und anhand dieser Druckkurven können wir sehen, wie akkurat das System funktioniert. Und dieser kurze Hinweisalarm, der kommt häufig vor, weil man sich falsch bewegt, da braucht man nur abknicken, die Schläuche, das passiert schnell."
Die Schläuche, die durch die Bauchdecke hindurchführen, gerade sie werden für alle Cardiowest Patienten schon nach kurzer Zeit zum Problem. Dort wo sie in den Körper eintreten, kommt es schnell zu Entzündungen, auch wenn die Stelle ständig mit einem sterilen Verband abgedeckt ist. Jens:
"Mmh, es war schon vor einem Jahr, und dann hat man mir Antibiotika gegeben, dann ist es erst ein bisschen zurückgegangen, bloß wenn man an der Drive-line, an den Schläuchen, wo die in den Bauch gehen, das entzündet hat, es geht nicht mehr weg, weil man die Keime nicht komplett wieder rausbekommt. Also die Entzündung bleibt."
Wegen der chronischen Entzündung und der in wenigen Monaten ablaufenden Lebenszeit des Cardiowest-Systems ist es nun höchste Zeit für eine Transplantation. Jens ist auf der Warteliste für Spenderherzen als "hochdringlich" gelistet.
Die Zahl der Organspender geht in Deutschland stetig zurück. Im vergangenen Jahr warteten über 800 Patienten auf eine Transplantation, es gab aber nur 390 Spenderherzen. Reiner Körfer sieht nur eine Lösung für das Dilemma: ein Kunstherz, mit dem der Patient auf Dauer leben kann. Weltweit arbeiten Forscher an einem Antrieb, der "unkaputtbar" ist, und an Materialien, die auch über Jahre und Jahrzehnte hinweg nicht ermüden. In diesem Jahr hat Professor Reiner Körfer gemeinsam mit der Rheinisch Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen ein Konzept für ein dauerhaftes Kunstherz vorgestellt, Reinheart heißt es und es soll alles bisherige übertreffen. Er betont,
"dass das System als echte Alternative zur Herztransplantation angesehen werden muss im Hinblick auf die Lebenserwartung und die Lebensqualität."
"Wir hören unser neues Kunstherz, dabei hören wir vor allem nur die Klappen des Herzens, der Motor ist völlig geräuschlos."
Das Geräusch in einem Labor des Helmholtzinstituts der RWTH Aachen ist dennoch nicht unerheblich – auch wenn es im Körper später durch das umliegende Gewebe gedämpft wird. Diplomingenieur Thomas Finocchiaro, der maßgeblich an der Entwicklung des Reinheart beteiligt ist, weiß um das Problem.
"Da müssen wir noch sehen. In einem anderen Projekt entwickeln wir Klappen aus Polyurethan, die dann geräuschlos sind. Wenn das gut läuft, dann werden wir auch im Kunstherzen die Klappen einsetzen, dann wird das Herz auch komplett leise sein."
Die Aachener Forscher stellen sich ein vollimplantierbares Kunstherz vor, bei dem ein kleiner im Körper liegender Motor mit elektrischer Energie von außen gespeist wird. Und das soll nicht über Kabel, sondern "per Funk" geschehen. Schläuche oder Leitungen, die aus dem Bauch des Patienten ragen, wären damit passé. Das Reinheart ist größer als das normale Herz, aber kleiner als das Cardiowest. Es soll in den Brustkorb von 80 Prozent der Erwachsenen passen und nicht mehr als 800 Gramm wiegen – das doppelte des normalen Herzens. Es besteht aus zwei dem natürlichen Herz vergleichbaren Kammern und vier Herzklappen, sowie einem elektromagnetischen Antrieb. Neben dieser Einheit, gibt es noch weitere technische Elemente, die in den Körper des Patienten eingepflanzt werden müssen: einen so genannten Controller, der den Antrieb steuert, und eine Notfallbatterie – beide sind jeweils so dick wie eine Zigarettenschachtel. Außerdem wird noch ein handflächengroßer Teller direkt unter die Haut implantiert. Er dient zur Energieübertragung per Induktion. Von außen kann ein entsprechendes Gegenstück auf die Haut gelegt werden, das per Kabel mit Akkus verbunden ist. Diese Akkus können in einem handygroßen Täschchen am Gürtel getragen werden.
Wie sicher ist so ein komplexes System, das ganz verschlossen im Körper dauerhaft arbeiten soll? Die Reinheart-Entwickler haben sich im Laufe der bald 18 Jahre, die sie bereits an der Idee arbeiten, von einem mechanischen Antrieb mit vielen Bauteilen und potentiellen Fehlerquellen verabschiedet. Dr. Ulrich Steinseifer koordiniert die technische Umsetzung des Projektes Reinheart am Helmholtzinstitut für Biomedizinische Technik in Aachen.
"Also, wir haben mittlerweile einen schönen kleinen, kompakten, auch nicht allzu schweren Antrieb, der für ein Kunstherz brauchbar ist. Wir haben jetzt die Erstimplantation in einem Kalb gehabt im Januar und er hat ganz hervorragend funktioniert."
Eine Stunde lang schlug das Reinheart in dem Tier. Dann wurde das Herz abgeschaltet. Das System hatte eine regelmäßige und stabile Leistung gezeigt, die Probe aufs Exempel war bestanden.
Beim elektromagnetischen Antrieb des Reinheart gibt es nur zwei wesentliche Bauteile: einen Magneten und eine Spule. Der Magnet ist fixiert, während sich die Spule im Magnetfeld bewegt.
Den Strom bekommt die Spule nicht über ein gerades Kabel, das durch die ständige Bewegung irgendwann brechen würde. Stattdessen fließt der Strom über eine Spiralfeder, ähnlich einer auseinandergezogenen Papiergirlande. Da sie gleichmäßig belastet wird, ist sie sicherer. Die Forscher am Helmholtzinstitut für Biomedizinische Technik in Aachen haben schon vor zwei Jahren eine Testapparatur mit einem Motor gestartet, um zu sehen, wie haltbar eine solche Spiralfeder ist.
Finocchiaro:
"In dem Tester werden die Federn getestet, die die bewegte Spule mit Strom versorgen. Das ist ein beschleunigter Test, das entspricht ungefähr vier Jahren normalen Betriebs und da haben die noch gar keine Probleme gemacht."
Steinseifer:
"Der Start vom Versuch war am 21.02.07- jetzt muss ich mal gucken, wöchentlich Zählerstand und eventuelle Probleme werden notiert."
Finocchiaro:
"Also, die wichtigsten Probleme hier bei dem Tester war eigentlich, dass der Motor, der den Tester antreibt schon zweimal ausgefallen ist."
Allein den Antrieb mit seinen Einzelelementen zu optimieren wird noch Jahre brauchen. Gleichzeitig muss die Elektronik so sicher werden, dass sie nicht ausfallen kann. Die Aachener Forscher denken an eine selbstüberwachende Elektronik, die vielleicht sogar noch ein zweites Mal vorhanden ist, damit die Hauptelektronik bei Problemen noch einmal neu gestartet werden kann. Das Reinheart muss Stück für Stück wachsen. Dr. Ulrich Steinseifer, der das Projekt in Aachen leitet, meint lakonisch:
"Viele meiner Kollegen Maschinenbauer sagen immer: Ihr macht doch nur eine Pumpe! Aber wenn man bedenkt, dass wenn man ein Kunstherz will, das über mehrere Jahre hält, dann muss es ganz, ganz sicher über mehrere Millionen Zyklen halten. Das ist für ein technisches System eine sehr große Zahl."
Unser menschliches Herz pumpt im Schnitt 40 Millionen Mal im Jahr. Und unser Blut ist im wahrsten Sinne des Wortes ein besonderer Saft. Blut greift Materialien an, verändert ihre Eigenschaften und macht Forschern einen Strich durch ihre Langzeitberechnungen. Blut erkennt alles Fremde und will es abschotten: zum Schutz des Körpers. Beim Kunstherzen wird das zum Problem. An seinen Oberflächen bilden sich Thromben, lebensgefährliche Blutgerinnsel. Patienten müssen auf Dauer blutverdünnende Medikamente nehmen. Auch ist Blut noch in einer anderen Weise eigenwillig: Was es will, ist "relativ gemächlich fließen". Muss es stehen bleiben oder wird es zu schnell bewegt, lösen sich die roten Blutkörperchen auf. Weltweit suchen Forscher deshalb nach speziellen Materialien für die Kunstherz-Oberflächen. Sie dürfen das Blut nicht stören. Auch muss das Innere der Blutkammern so geformt sein, dass das Blut optimal fließen kann. Der Weg zum perfekten Kunstherzen ist weit. Diese Erfahrung mussten auch die Entwickler des AbioCor machen. Noch vor einigen Jahren glaubten sie ganz nah dran zu sein. Am 2. Juli 2001 wurde das AbioCor in Louisville, Kentucky, erstmals mit Erfolg bei einem Menschen eingesetzt. Es war das erste voll implantierbare Kunstherz der Welt.
Für eine klinische Studie mit dem AbioCor-Kunstherzen in den USA wurden 14 Patienten ausgewählt. Zum Zeitpunkt der Kunstherz-Implantation hatten sie eine maximale Lebenserwartung von 29 Tagen. Alle Welt blickte auf die Studie. Auch Professor Reiner Körfer, damals Klinikdirektor im Herz- und Diabeteszentrum Bad Oeynhausen.
"In AbioCor haben wir große Hoffnungen gesetzt, und nach den ersten sechs, acht Implantationen war uns eigentlich klar, dass dass kein System für uns war; das war zwar spektakulär, weil es das erste komplett implantierbare Kunstherz war, aber die Probleme gerade im Hinblick auf Embolien waren so stark, dass wir Abstand davon genommen haben, das System zu implantieren."
Von den 14 Patienten starben zwei während der Operation, die übrigen lebten im Durchschnitt noch fünf Monate in der Klinik. Einer konnte sogar entlassen werden und überlebte mit dem Kunstherzen 17 Monate. Aufgrund dieser Studie wurde das AbioCor in den USA von der dortigen Zulassungsbehörde FDA für die Implantation in schweren Ausnahmefällen zugelassen. Allerdings ist das Kunstherz der Firma Abiomed seither nicht ein einziges Mal mehr eingesetzt worden.
"Abiomed hat das System vor 27 Jahren begonnen mit deutlicher Unterstützung des amerikanischen Staates. Das war geboren aus der Zeit, wo man zum Mond geflogen ist, das Apollo-System war da und man sagte: wenn man das kann, dann kann man auch ein Herz ersetzen."
Doch mit den Jahren kam die Ernüchterung. Das menschliche Herz, das sich im Mutterleib aus einem Schlauch entwickelt, ist nur etwa so groß wie die eigene Faust, aber ein perfekte Pumpe. Es ist weich und passt sich flexibel in den Körper ein. Gleichzeitig ist es enorm leistungsstark. Dieses Organ gehört nicht zu den komplizierten im menschlichen Körper und doch ist es bislang nicht nachzubilden. Dr. Thomas Sieß, Technischer Direktor der Firma Abiomed Europe stellt deshalb ganz nüchtern fest:
"Also in den 14 Patienten haben wir einiges gelernt, wo das System einfach auch noch besser werden konnte, und diese Hausaufgaben sind gemacht."
Das AbioCor Kunstherz mit zwei Blutkammern und vier Herzklappen hat einen elektrohydraulischen Antrieb. Der Antrieb liegt in der Mitte zwischen den beiden Blutkammern und ist durch eine Membran vom Blut getrennt. Unablässig wird die Membran von einer Flüssigkeit hin und herbewegt, das Blut so gepumpt. Was bei diesem AbioCor der ersten Generation jedoch Probleme bereitete, das war ein Nebeneffekt des elektrohydraulischen Antriebes. Denn, so Dr. Thomas Sieß, das Kunstherz will sich immer mit der gleichen Menge Blut füllen.
"Und das heißt, man muss sehr aufpassen, dass das Volumen, was das System versucht zu pumpen von den Vorhöfen und von der venösen Drainage, auch wirklich da ist. Wir müssen da proaktiv aufpassen, dass wir nicht versuchen, Volumen in das System rein zu holen, was gar nicht da ist."
Dann nämlich würde sich das System kurzfristig festsaugen und erst nach einer Weile wieder richtig weiterarbeiten können. Beim AbioCor I soll das Problem jetzt behoben sein. Ziel ist jedoch wiederum nur, die Wartezeit bis zu einer Herztransplantation zu überbrücken. In seiner überarbeiteten Version ist das Kunstherz jetzt offenbar zur klinischen Neuerprobung bereit. Sieß:
"Wir sind momentan wieder an dem Punkt, wir haben in den USA zwei Zentren, die aktiv wieder nach Patienten suchen. Also es könnte derzeit jeden Tag passieren, dass wir ein Implantation haben."
Da das AbioCor I aufgrund des elektrohydraulischen Antriebs recht groß ist und nur Menschen mit einem breiten Brustkorb eingesetzt werden kann, arbeitet die Herstellerfirma parallel an einem deutlich kleineren Kunstherzen: AbioCor II. Doch erst wenn die jetzt vorgesehen klinischen Studien mit dem veränderten AbioCor I erfolgreich waren, dann soll der Zwilling AbioCor II vorangebracht werden.
Ein vollimplantierbares Kunstherz, ohne Schläuche zum Antrieb nach außen – das ist für viele Patienten derzeit ein Traum. Im Nebenzimmer von Jens, im Herzzentrum Bad Oeynhausen, hofft ein 69jähriger auf eine Herztransplantation. In seinem Fall reicht ein kleiner, tragbarer Antrieb nicht. Sein Cardiowest-Kunstherz ist an einem unablässig schnaufenden Kompressor angeschlossen, der die Größe einer Kommode hat und nur geschoben werden kann, wenn zwei Personen mithelfen. Bewegungsradius des Patienten: drei Meter. Bevor die tragbaren Cardiowest Antriebe kamen, teilten alle Patienten dieses Schicksal. Jens hat insofern Glück gehabt und sich gut damit eingerichtet, dass er seinen Antrieb in einem Rucksack mit sich tragen kann.
"Die Batterien sind hier hinten dran, zwei Stück, die kann man rausziehen. Die beiden entleeren sich zusammen, und zusammen halten die circa sechs Stunden."
Neben Jens Bett in der Herzklinik Bad Oeynhausen liegt der "Schlepperfreund" – eine Zeitschrift für Liebhaber von Oldtimer Traktoren. Anderthalb Jahre war Jens zu Hause gewesen, bevor er wieder in die Klinik musste.
"Zu Hause hab ich viel gemacht- lassen wir es mal so sagen: es ging immer nur langsam, aber ich bin meinem Hobby nachgegangen, Autofahren konnte ich wieder, ich hab auch Fahrrad gefahren, da hab ich das Ding mir halt in den Rucksack gestellt und ja, man ist halt schnell müde und kaputt, aber man lebt. Das Gewicht merkt man schon mal gar nicht, beim Atmen stört es auch nicht. Das einzige ist nur das Geräusch, was man hört. Wenn man morgens aufsteht, hört es sich an wie ein Wecker, den ich verschluckt hab, so ungefähr, wenn ich den Mund aufmache; aber da kann man mit leben. Ich habe jetzt Hobby von wegen Oldtimer Traktoren restaurieren und auch zu Oldtimer Treffen fahren. Da sind wir jedes Wochenende mit einem Schlepper und einem Bauwagen dahinter auf einem Treffen gewesen, das war gar keine Frage. Strom hatte ich immer bei mir, hatte einen Stromerzeuger besorgt, ja. Durch das Gerät hab ich mich gar nicht einschränken lassen, ja bis auf das Duschen, aber ansonsten gibt es keine Einschränkungen."
Derzeit gibt es weltweit acht Forschungszentren, die an vollimplantierbaren Kunstherzen arbeiten, an Systemen, die ihre Energie kabellos per Induktion beziehen. Keine Forschergruppe ist im Detail auskunftsfreudig. Schließlich tüfteln ja alle noch an blutfreundlichen Materialien und Designs, sowie an dauerhaltbaren Antrieben mit zuverlässiger Energiezufuhr. Im vergangenen Herbst gab der französische Herzspezialist Alain Carpentier bekannt, er habe zusammen mit Forschern des Luft- und Raumfahrtkonzerns EADS ein vollimplantierbares Kunstherz geschaffen. Im Tierversuch mit Kälbern habe es bereits gut funktioniert. Das Kunstherz aus Frankreich ist ein ganzes Kilogramm schwer und besteht aus tierischem Gewebe, Titan und Kunststoff. Eine spezielle Oberfläche aus Schweineknorpel soll die Bildung von Blutgerinnseln verhindern. Details gibt es bislang nicht. Klar ist nur: es ist auf jeden Fall nicht klein und keineswegs geräuschlos. Deutsche Herzspezialisten wie Reiner Körfer aber auch der Direktor des Berliner Herzzentrums Professor Roland Hetzer sind äußerst skeptisch.
"Herr Carpentier in Paris behauptet er habe ein künstliches Herz in Arbeit, wo die innere Oberfläche angeblich aus angezüchteten Knorpelzellen sein soll und damit nicht thrombogen – da wünsch ich ihm viel Glück. Alle bisherigen Versuche, die Oberflächen mit einer biologischen Oberfläche zu überziehen, sind daran gescheitert, dass durch die Aktionen der Pumpe selbst und die Heftigkeit auch der Blutströmung, diese Lagen, die sie da gebildet haben, abgeschwirrt sind. Wenn es Herrn Carpentier gelingen sollte, das wäre schön."
Roland Hetzer hält die meisten Ansätze für ein vollimplantierbares Kunstherz für "zu konventionell". So etikettiert er die Kunstherzen, die das Blut pulsartig in den Körper schicken, ganz so wie es das natürliche Herz auch tut. Er meint, dass der menschliche Körper keinen Puls braucht, das Blut könne durchaus kontinuierlich statt stoßweise fließen. Hetzer:
"Das zeige ich Ihnen mal."
In seinem Chefbüro im Berliner Herzzentrum öffnet er einen Schrank mit Rotationspumpen, also Strömungspumpen, die keine Klappen und Ventile haben. Bislang kommen sie in Unterstützungssystemen zum Einsatz, die zusätzlich zu einem geschwächten Herzen implantiert werden. Professor Roland Hetzer ist überzeugt, dass sie sich genauso gut auch für ein vollimplantierbares Ersatzherz nutzen ließen.
"Das hier sind jetzt verschiedene Modelle von Rotationspumpen. Das ist zum Beispiel die Pumpe Incor von der Firma Berlinheart, genauso gut die Pumpe von der Firma Soratec Heartmade-2 – oder das kleinste die Debakey-Pumpe, die wiegt nur 90 Gramm, ja mit dieser wird ein solches System gerade konstruiert. Das heißt, da wird irgendwo eine Schale, ein Reservoir gebildet, an das diese Pumpe angeschlossen ist und die Pumpe selber wird entweder an die Lungenschlagader oder an die Aorta angeschlossen. Das war‘s."
Für ein komplettes Kunstherz müssten dann entsprechend dem natürlichen Herzen zwei Pumpen angeschlossen werden. Der Vorteil solcher medizintechnischer Herz-Rotationspumpen ist, dass sie vergleichsweise klein und leicht sind, sie wiegen maximal 200 Gramm. Aufgrund ihrer Bauweise haben sie wenig Verschleiß. Aber ob der menschliche Organismus wirklich keinen Puls braucht, ob er mit gleichmäßig strömendem Blut auch bis in die kleinsten Gefäße ausreichend versorgt wird, da ist sich die Wissenschaftsgemeinde keineswegs einig. Roland Hetzer räumt ein:
"Es gibt noch keine Tierversuche, aber die wird es wahrscheinlich in diesem Jahr noch geben. Ich weiß, dass zum Beispiel in Houston Professor Frazier an einem System arbeitet mit Antrieben dieser Firma Heartware, kleine Zentrifugalpumpen, und er sagt, dass er in diesem Jahr noch Tierversuche machen wird."
Über die Jahre sind die Entwickler von künstlichen Herzen bescheidener geworden in ihren Prognosen. Ulrich Steinseifer, Leiter der Arbeitsgemeinschaft kardiovaskuläre Technik am Helmholtz-Institut in Aachen sagt insofern über das von ihm koordinierte Reinheart-Projekt:
"Also wenn jetzt alles hervorragend läuft, könnte man sagen: In vielleicht vier Jahren kämen wir mal in eine Humanimplantation. Dafür muss das aber relativ gut laufen."
Und Thomas Sieß von Abiomed resümiert:
"27 Jahre haben eigentlich gezeigt: es gibt nichts besseres als das natürliche Herz und wenn man einmal diese Technikgläubigkeit verloren hat, so nach dem Motto: wir können zum Mond fliegen ja, aber wir sind mit allen unseren technischen Möglichkeiten heute nicht in der Lage ein natürliches Herz nachzubilden, das so gut funktioniert wie das natürliche Herz,..dann ist das vordergründige Ziel und das ist der Fokus heute: Die Herzerholung, und dafür haben wir heute wesentliche Systeme, die auch in der Kardiologie eingesetzt werden. Nichtsdestotrotz, wenn das nicht funktioniert gibt es das Kunstherz."