Bluthochdruck zählt weltweit zu den häufigsten Ursachen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Für viele Patient:innen reichen herkömmliche medikamentöse Behandlungen jedoch nicht aus. Forschende der Penn State University haben nun eine mögliche Alternative entwickelt: Ein kleines bioelektrisches Implantat aus dem 3D-Drucker.
Das Implantat mit dem Namen CaroFlex wird aus Hydrogel 3D-gedruckt – einem weichen, flexiblen Material, das in seiner Konsistenz an Gelatine erinnert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bioelektroden aus starrem Metall und Kunststoff passt sich CaroFlex an lebendes Gewebe an und haftet dank einer integrierten, ungiftigen Klebeschicht direkt am Gewebe, ohne dass Nähte notwendig sind. Genau das sehen die Forschenden als entscheidenden Vorteil: Herkömmliche Implantate können das Arteriengewebe mit der Zeit schädigen, da sich Blutgefäße durch ihre natürliche Bewegung ständig ausdehnen und zusammenziehen.
Laut Tao Zhou, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Penn State University sowie Hauptautor der Studie, wirkt das Implantat auf den sogenannten Barorezeptorreflex. Dabei handelt es sich um einen natürlichen Mechanismus des Körpers, der den Blutdruck über spezielle Nervenenden im Karotissinus reguliert. Das Implantat wird in diesem Bereich eingesetzt und sendet elektrische Signale mit niedriger Frequenz aus, um diese Rezeptoren gezielt zu stimulieren. So soll die Reaktion des autonomen Nervensystems reguliert werden – ganz ohne Medikamente.
Erste Tierversuche zeigten bereits vielversprechende Ergebnisse. Vier der fünf getesteten elektrischen Frequenzen senkten den Blutdruck im Durchschnitt um mehr als 15 %. Außerdem zeigte die Analyse des umliegenden Gewebes zwei Wochen nach der Implantation weder Schäden noch Immunreaktionen. Das spricht für die Biokompatibilität des Materials.
Das Forschungsteam arbeitet derzeit daran, das Implantat weiterzuentwickeln und die Produktion auszuweiten, bevor klinische Studien am Menschen beginnen können. Sollten sich die bisherigen Ergebnisse bestätigen, könnte CaroFlex künftig eine neue Behandlungsoption für Patient:innen mit therapieresistentem Bluthochdruck werden. Auch Zhou sieht großes Potenzial in dem Ansatz: „Mit diesem Herstellungsverfahren können wir bioelektronische Systeme deutlich schneller und effizienter entwickeln, produzieren und anpassen als mit herkömmlichen Fertigungsmethoden – sowohl für mögliche klinische Studien als auch für den späteren kommerziellen Einsatz.“
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*Bild: Marzia Momin