Vertical 4
Cardiovascular Intervention
Erforschung zeitlich adaptiver, teilresorbierbarer
Gefäßimplantate für die kardiovaskuläre Versorgung.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören zur häufigsten Todesursache weltweit. Trotz einiger Erfolge bei der Entwicklung unterschiedlicher Ansätze und Konzepte zur Behandlung dieser Krankheiten, verbleiben Risiken und ein großes Verbesserungspotential.
Neben verschiedenen schwerer Risiken bei bestehenden Therapieverfahren für den Patienten, fehlt insbesondere bei der Behandlung von Kindern die Anpassung an das Wachstum während der Behandlung.
Auf Basis der interdisziplinären Expertise unserer Partner werden wir Material- und Produktkonzepte für die kardiovaskuläre Anwendung erforschen und so neuartige resorbierbare und gleichzeitig stützende Implantate mit Wachstumsanpassung auch für den pädiatrischen Zweck entwickeln.
Geplante Demonstratoren
• Adulter Aortenklappenersatz
• Biohybride mitwachsende Kinderherzklappe
• Aneurysmenstent zur Gefäßrückstellung
• Endoluminaler Anastomosenring
Unsere Ziele
Der steigenden Verbreitung kardiovaskulärer Erkrankungen entgegentreten und eindämmen.
Zeitlich gezielte Anpassung der Implantatinteraktion mit dem Gewebe zur kurzfristigen Unterstützung und mittelfristigen Wiederherstellung der Gefäß- und Klappenfunktion.
Gemeinsam mit unseren Projektpartnern innovative Material- und Produktkonzepte entwickeln, um Trägerstrukturen für die kardiovaskuläre Medizin herzustellen, welche teilweise oder vollständig im Körper aufgenommen werden.
Das Risiko von derzeit notwendigen umfangreichen chirurgischen Eingriffen wie der offenen Plantation für Patient*innen reduzieren.
Detaillierte Beschreibung des Vertical 4
Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die Todesursache Nummer 1. Im Jahr 2016 starben schätzungsweise 17,9 Millionen Menschen an Herz-Kreislauf-Erkrankungen, was einem Drittel aller weltweiten Todesfälle entspricht. Keine andere Ursache fordert mehr Menschenleben [WHO]. Die steigende Prävalenz kardiovaskulärer Erkrankungen, auch bedingt durch den demographischen Wandel hat das wissenschaftliche Interesse geweckt, mit Entwicklung neuer medikamentöser und interventioneller Therapieverfahren der steigenden Prävalenz kardiovaskulärer Erkrankungen entgegenzutreten. Gegenwärtige chirurgische Therapieverfahren wie auch die kardiovaskulären Implantate haben die Morbidität und Mortalität kardiovaskulärer Erkrankungen signifikant gesenkt, nichtsdestoweniger gibt es nach wie vor ein großes Verbesserungspotential. Nachteile derzeitiger Therapieverfahren und kardiovaskulärer Implantate sind unter anderem: Notwenigkeit der offenen Implantation (großer chirurgischer Eingriff), ggf. Notwendigkeit zur Antikoagulation, Thromboembolierisiko, Endokarditisrisiko, Degradation / Kalzifizierung und vor allem fehlende Anpassung an das Wachstum bei pädiatrischen Anwendungen.
Klinisch müssen kardiovaskuläre Implantate also neben ihrer biokompatiblen, hämokompatiblen und mechanischen Eignung viele spezifische Funktionen zuverlässig erfüllen.
Diese Fragestellungen erfordern die intensive Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Naturwissenschaftlern und Medizinern.
Ziel des Gesamtvorhabens im Vertical 4 (Cardiovascular Intervention) im reACT ist es, auf Basis der interdisziplinären Expertise der Projektpartner, Material- und Produktkonzepte für die kardiovaskuläre Anwendung zu erforschen, welche auf den spezifischen Bedarf der Patientenkollektiven zugeschnitten sind, eine Kontrolle der Material-Gewebe-Interaktion ermöglichen sowie bei Bedarf eine Biodegradation und den Neuaufbau (idealerweise im Sinne einer Regeneration) eines nicht mehr intakten Gewebeübergangs unterstützen.
Als bislang un- bzw. unzureichend gelöste klinische Notwendigkeit (clinical need) würde das neuartige Implantat-Konzept aus dem Vertical 4 erstmalig eine zeitlich gerichtete (adaptive) Interaktion mit der Gefäß- bzw. Herzwand und damit kurzfristig die Unterstützung und mittelfristig die vollständige Widerherstellung der Gefäß- oder Klappenfunktion ermöglichen. Hierfür werden allerdings innovative Konzepte mit dynamischen Materialeigenschaften benötigt, welche in diesem Vertical 4 des reACT-Vorhabens erforscht und als Labormuster realisiert werden sollen.
Meilensteine im Projektverlauf
03/2023
03/2024
Fertigungs- und Biomaterialtechnologien – mindestens einer der beiden metallischen Werkstoffe (Mg, Zn) kann zu dünnwandigen Profilen in Form Draht oder Rohr weiterverarbeitet werden (Draht-Durchmesser <0.5 mm; Wandstärke Rohr <0,45 mm).
12/2024
Gesamtziel
