Mini-Antrieb Pumpsystem für minimalinvasive Herz-Kreislauf-Unterstützung

Um die Instabilität des Blutflusses als gefürchtete Komplikation einer Herz-OP zu vermeiden, imitiert eine Miniatur-Pumpe das natürliche Herz-Kreislauf-System und befördert bis zu 5 l Blut pro Minute.

Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

ET System electronic GmbH

Kisling AG

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind eine der häufigsten Todesursachen in Deutschland und vielen anderen Ländern. Dazu gehören vor allem chronisch ischämische Herzerkrankungen sowie der akute Myokard-Infarkt (Sauerstoff-Mangel im Herzmuskel). Als Ischämie bezeichnet man die pathologisch (krankhaft) verminderte oder aufgehobene Durchblutung eines Gewebes infolge mangelnder arterieller Zufuhr von Blut.

Prinzipiell sind diese Erkrankungen behandelbar, allerdings besteht bei der Öffnung verschlossener Herzkranzgefäße die Gefahr der sogenannten hämodynamischen Instabilität (Instabilität des Blutflusses) als gefürchtete Komplikation. Um das Leben des Patienten nicht zu gefährden, gilt es also während und nach der Operation für einen stabilen Blutfluss zu sorgen. Diese Aufgabe können heute kleine, minimalinvasive Pumpen übernehmen.

Die Mini-Blutpumpen der Baureihe Impella (Bild), die von der ABIOMED Europe GmbH produziert werden, haben sich mittlerweile in mehr als 20.000 Anwendungen bewährt. Je nach Modell können sie bis zu fünf oder sogar zehn Tage im Körper bleiben und das Herz während seiner Regeneration unterstützen.

Die Pumpe imitiert dazu das natürliche Herz-Kreislauf-System, bei dem sauerstoffreiches Blut aus der linken Herzkammer (Ventrikel) über die Aortenklappe in die aufsteigende Aorta transportiert wird, um von dort in die Koronargefäße und in den systemischen Kreislauf zu gelangen. Da die Herzkammer dadurch entlastet wird, kann sich das Herz erholen.

Die Pumpe richtig zu platzieren geht vergleichsweise schnell. Die Vorbereitungszeit liegt heute bei weniger als drei Minuten. Die Pumpe wird unter Durchleuchtungskontrolle mithilfe eines Führungsdrahtes über einen Standard-Zugang zur Femoralarterie im linken Ventrikel und in der aufsteigenden Aorta platziert. Dort wird das Blut durch den Einlassbereich über die Kanüle in Richtung Auslass transportiert, der natürlichen Flussrichtung des Blutes entsprechend. Die Aortenklappensegel können sich vollständig um die Kanüle schließen, da die Pumpe je nach Modell mit 4 bis 6,4 mm einen sehr kleinen Durchmesser hat.

Die Pumpleistung ist unabhängig von der Eigenleistung des Herzens: Weder ein Herzrhythmus als Trigger noch eine eventuell medikamentös aufrechtzuerhaltende minimale Kontraktionskraft sind erforderlich, um die von der Pumpe angebotene Förderleistung von 2,5 l/min bis zu 5,0 l/min zu nutzen.

Die Pumpen sind bürstenlose, elektronisch kommutierte DC-Motoren

Gesteuert wird die Pumpe über eine externe Konsole, mit der auch Einstellungen optimiert und die Wirkung überwacht werden. Treibende Kraft der Pumpen sind bürstenlose, elektronisch kommutierte DC-Motoren von FAULHABER, die auf die Anforderungen des Impella-Projekts optimiert wurden.

Bei einem Außendurchmesser von 4 mm bei der kleinsten Pumpe und 6,4 mm bei der größeren Variante liegt die Statorlänge bei 12 bzw. 18 mm. Mit einer Drehzahl von bis zu 51.000 U/Min unterstützen die Kleinstantriebe dann die Pumpleistung des Herzens.

Die Motoren punkten aber nicht nur durch ihre Kompaktheit, den hohen Wirkungsgrad und ihre Zuverlässigkeit, sondern auch vom günstigen Preis-/Leitungsverhältnis.

Letzteres ist wichtig, da die Pumpen als Einwegsysteme ausgelegt sind und deshalb in großen Stückzahlen produziert werden.

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