Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter der Leitung von Professor Robert Katzschmann (ETH Zürich) und Professor Omer Dzemali (Universitätsspital Zürich) hat eine vielversprechende Innovation in der Medizintechnik vorgestellt: das „RCPatch“, ein dreidimensionales, gewebe-integrierbares Herzpflaster, das defekte Herzkammerstellen nicht nur verschließt, sondern aktiv zur Regeneration dieser beiträgt.
In der gängigen Praxis werden Herzdefekte nach einem Infarkt mit Rinderperikard-Patches (BPPs) behandelt. Diese sind zwar stabil und einfach zu implantieren, jedoch biologisch inaktiv und verbleiben dauerhaft als Fremdkörper im Herzen. Sie bergen Risiken wie Verkalkung, Thrombose oder Entzündungen. Das Forschungsteam setzte sich daher zum Ziel, ein biologisch aktives Pflaster zu entwickeln, welches sich vollständig in das Herzgewebe integriert.
Die Gitterstruktur des „Pflasters“ aus drei Perspektiven
Ein Patch – drei Komponenten
Das RCPatch besteht aus drei aufeinander abgestimmten Elementen: ein feinmaschiges Abdichtungsnetz, das direkt auf dem Defekt aufliegt; ein 3D-gedrucktes Stützgerüst, das aus einer Gitterstruktur aus abbaubaren Polymeren besteht; und einem Hydrogel, das das Gewebe fördern soll und mit lebenden Herzzellen besetzt ist. Die Gitterstruktur wird mittels 3D‑Druck gefertigt und mit Hydrogel gefüllt, das auch auf dem Netz aufgebracht ist. Sobald das Pflaster im Herz sitzt, verwächst es mit dem umliegenden Gewebe. Das Stützgerüst löst sich dabei vollständig auf, sodass langfristig kein Fremdmaterial zurückbleibt.
In präklinischen Studien mit Schweinemodellen konnte das RCPatch erfolgreich einen künstlich erzeugten Defekt in der linken Herzkammer abdichten. Die Implantation verlief unproblematisch und das Pflaster hielt dem hohen Blutdruck stand. Zudem verhinderte es Blutungen und trug zur Wiederherstellung der Herzfunktion bei – und ist somit weitaus vielversprechender als bisher gängige BPP Patches.
Aussicht auf Erfolg
Die vielversprechenden Ergebnisse bilden eine solide Grundlage für die Weiterentwicklung hin zu einer humanmedizinischen Anwendung. Ein implantierbares, mechanisch verstärktes und gewebebasiertes Herzpflaster zur Behandlung von Myokardschäden wird von den Forschenden als langfristiges Ziel angestrebt. Um dies zu erreichen braucht es jedoch noch ausführliche Evaluationen – die nächste Phase umfasst längerfristige Tierversuche, um Stabilität und Regeneration umfassend zu analysieren.
Ein Schemata zur Anwendung des Pflasters
Mit dem RCPatch könnte die Herzchirurgie künftig nicht nur Defekte mechanisch schließen, sondern aktives Gewebe heilen lassen. Die Kombination aus Abdichtung, mechanischer Stabilität und biologischer Integration macht das Konzept einzigartig. Sollte sich das System auch in weiteren Studien bewähren, wäre dies ein großer Schritt hin zu regenerativen Therapien für Herzerkrankungen. Mehr Informationen finden Sie HIER.
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*Bildverweise: ETH Zürich