Medizin: Herzsensor aus dem 3D-Drucker

Hochaufgelöste Daten direkt vom Herzen eines Menschen liefert ein Sensor, den US-Forscher entwickelt haben. Da der Sensor mit Hilfe eines 3D-Druckers hergestellt wurde, kann er individuell angepasst werden.

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Igor Efimov und Sarah Gutbrod im Labor: angepasste Sensoren statt Geräte mit Einheitsgröße
Igor Efimov und Sarah Gutbrod im Labor: angepasste Sensoren statt Geräte mit Einheitsgröße (Bild: James Byard/WUSTL)

US-Wissenschaftler haben einen Sensor entwickelt, der Herzerkrankungen frühzeitig erkennen soll. Zur Herstellung des Implantats nutzen sie einen 3D-Drucker.

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Der Sensor besteht aus einer weichen, elastischen Membran aus Silizium, die außen an das Herz angelegt wird. Auf der Membran sitzen Sensoren, die ständig die Temperatur des Herzens, mechanische Belastungen, den pH-Wert sowie weitere Werte erfassen. Außerdem erkennen sie Herzrhythmusstörungen.

Originalgetreues Herzmodell

Die Forscher scannen das Herz zunächst mit einem Computertomographen oder einem Magnetresonanztomographen und erstellen eine 3D-Datei des Herzens. Daraus bauen sie mit einem 3D-Drucker ein originalgetreues Modell des Herzens. Es dient ihnen als Form, anhand derer sie die Membran formen. Anschließend werden die Sensoren aufgebracht, und die Membran kann implantiert werden.

"Jedes Herz hat eine andere Form", sagt Projektleiter Igor Efimov von der Washington-Universität in St. Louis im US-Bundesstaat Missouri. "Heutige Geräte haben eine Einheitsgröße und passen sich überhaupt nicht der Geometrie des Herzens eines Patienten an."

Hochaufgelöste Diagnose

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Aktuelle Diagnosegeräte für Herzrhythmusstörungen seien zudem nicht sehr genau: Sie bestünden aus zwei Elektroden, die durch die Venen in die Herzkammern eingeführt würden, erzählt Efimov. Sie hätten lediglich an ein oder zwei Stellen Kontakt mit dem Gewebe, wodurch die Auflösung gering sei. Die Forscher wollen ein System mit vielen Kontaktpunkten schaffen, das eine hochaufgelöste Diagnose ermöglicht.

In Zukunft könnte die Membran nicht nur zur Diagnose eingesetzt werden, sondern auch zur Stimulierung des Herzmuskels, um so Herzrhythmusstörungen zu beheben, sagt Efimov. Sein Team und er stellen die Entwicklung in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Natur Communications vor.

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