Angesichts der schieren Komplexität der beteiligten Mechanismen sind Kunstherzen in der Regel mit einer Vielzahl von Risiken verbunden, von Blutgerinnseln bis hin zu Gerätefehlfunktionen. Es hilft nicht, dass der menschliche Körper auch dazu neigt, die derzeit verwendeten Metall- und Kunststoffinstrumente abzustoßen, die eher wie Autoteile als wie organisches Gewebe aussehen.
Als mögliche Alternative hat ein Team der ETH Zürich nicht nur ein Herz aus Silizium gedruckt, sondern dieses Kunstherz schlägt auch ähnlich wie ein menschliches Organ. Die Forscher behaupten, ihr künstliches Organ sei die erste Herzprothese, die vollständig weich ist und die Form und Bewegung des menschlichen Herzens so genau wie möglich nachahmt. Das künstliche Organ, das mit 3D-Drucktechniken hergestellt wurde, ist so konzipiert, dass es linke und rechte Ventrikel hat und Blut pumpt, ohne dass komplexe innere Mechanismen erforderlich sind.
Im Gegensatz zu seinem organischen Gegenstück verfügt das Herz der Wissenschaftler über eine zusätzliche Kammer zwischen den Ventrikeln, die sich füllt und entleert, um wie der Muskel des Organs zu wirken. Abgesehen von dieser Ergänzung sieht die Silikonprothese einem echten Herzen sehr ähnlich, besonders wenn die Forscher zeigen, dass sie einen Blutersatz pumpt, als wäre sie eine Low-Budget-Science-Fiction-Horrorrequisite.
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Das Herz ist nur ein Machbarkeitsnachweis und hält derzeit nicht länger als 3.000 Schläge – was etwa einer halben Stunde entspricht –, aber das Team beabsichtigt, die Festigkeit des Materials in weiteren Iterationen zu verbessern.
„Als Maschinenbauingenieur hätte ich nie gedacht, dass ich jemals ein weiches Herz in meinen Händen halten würde“, sagte Anastasios Petrou, ein Doktorand des Projekts. „Mich fasziniert diese Forschung inzwischen so sehr, dass ich sehr gerne weiter an der Entwicklung von Kunstherzen arbeiten möchte.“
Eine mögliche Lösung für das Langlebigkeitsproblem könnte die Verwendung von 3D-gedrucktem biologischem Gewebe anstelle von Silizium sein. Letztes Jahr war ein Krankenhaus in Australien das erste, das über eine Abteilung verfügte, die sich der Entwicklung des 3D-Gewebedrucks widmete. Während die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, sagte der australische Gesundheitsminister damals, er hoffe, dass biologische Drucker eines Tages „in Operationssälen sitzen könnten, bereit, Gewebe nach Bedarf zu drucken“.
Ein Kernproblem 3D-gedruckter biologischer Organe ist die Frage, wie das künstliche Gewebe mit Blut versorgt werden kann. Ein 3D-gedrucktes Herz könnte ein guter Ausgangspunkt sein.