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Den „künstlichen Menschen“ wird es nicht geben

Jedes Organ hat sein Ablaufdatum. Die moderne Wissenschaft vermag den einen oder anderen Ausfall mit unterschiedlichen Erfolgen zu überbrücken. Gewebe dauerhaft mit künstlichen Gebilden zu ersetzen ist ein alter Menschheitstraum. Wie weit dieser im klinischen Alltag umsetzbar ist und was die Zukunft bringt, verrät ein Experte.

Prof. Dr. Dieter Falkenhagen ist Präsident des Kongresses der European Society for Artificial Organs (ESAO), der bis 8. September in Krems tagte. Mit der Ärzte Woche sprach er über künstliche Herzen und Blutreinigungssysteme, bio-artifizielle Organe und Tissue Engineering.

Immer wieder versterben Menschen, während sie auf Transplantationen warten. Wird das dank leistungsfähigerer künstlicher Organe bald der Vergangenheit angehören?
FALKENHAGEN: Manche Organfunktionen können heute schon sehr erfolgreich künstlich ersetzt werden. Das gilt etwa für die Niere. Dank moderner Dialysetechniken sind bei jüngeren Patienten auch Überlebensraten von mehreren Jahrzehnten keine Seltenheit mehr.

Wie definieren Sie eigentlich ein „künstliches Organ“?
FALKENHAGEN: Es kann als System beschrieben werden, das aus nicht-biologischen Materialien wie Kunststoff oder Metallen besteht und die Funktion eines menschlichen Organs ersetzen soll. Daneben wird auch an sogenannten „bio-artifiziellen“ Organen geforscht, für die biologische Materialien technisch bearbeitet werden. Das umfasst auch „Tissue Engineering“, also etwa wenn menschliches Haut- oder Knorpelgewebe entnommen und gezüchtet wird. Das wird schon sehr erfolgreich umgesetzt, zum Beispiel, um verbrannte Haut zu ersetzen oder teilweise beschädigte Knorpel.

1982 wurde in Utah das erste Kunstherz eingepflanzt, was das Leben des Patienten um 112 – laut Berichten qualvolle – Tage verlängert hat. Wie ist der heutige Stand in diesem Bereich?
FALKENHAGEN: Aktuell sind vor allem Technologien zu nennen, die das Herz nicht ersetzen, sondern seine Funktionen teilweise übernehmen sollen, speziell so genannte Left Ventricular Assist Devices (LVADs). Sie dienen meist dazu, die Wartezeit bis zu einer Herztransplantation zu überbrücken. LVADs entnehmen Blut aus der linken Herzkammer und pumpen es in die Aorta. Die aktuellsten Modelle arbeiten mit „Impellern“, also mit Propellern, die sich in einem Gehäuse befinden. Solche Systeme sorgen für einen kontinuierlichen Blutfluss und haben sich als effektiver erwiesen als jene, die einen pulsatilen Blutfluss erzeugen. LVADs haben eine externe Energiequelle und können monate- oder auch jahrelang eingesetzt werden. Probleme resultieren häufig daraus, dass durch die Verwendung künstlicher Materialien Thromben entstehen können.

Ihr Spezialgebiet sind Blutreinigungssysteme. Gibt es hier aktuelle Fortschritte?
FALKENHAGEN: An der Abteilung für Umwelt- und Medizinische Wissenschaften an der Donau-Universität Krems haben wir das „Prometheus-System“ entwickelt. Das ist eine von zwei konventionell produzierten Technologien weltweit, die bei akutem Leberversagen ein ein- bis zweiwöchiges Überleben bis zu einer Transplantation ermöglichen. Diese Technik funktioniert mithilfe von Membranen, die vorwiegend für Albumin durchlässig sind. Dieses Protein, das als Trägerstoff für die Giftstoffe dient, wird dann gereinigt und wieder zurückgeleitet.
Derzeit erfolgt diese Prozedur in zwei 350-Milliliter-Kapseln, die mit verschiedenen Adsorberharzen in einer Größe von durchschnittlich 400 bis 500 Mikrometern gefüllt sind. Aktuell arbeiten wir an einem System, das wesentlich effizienter sein wird. Es verwendet für die Entgiftung Mikroadsorber-Harze, die nur ein bis zehn Mikrometer klein sind und daher nicht in einer Säule, sondern in einer Suspension gepackt sind. Mit dieser Technologie werden wir nicht nur Albumin-gebundene Substanzen aus dem Blut entfernen können, sondern auch verschiedene Mediatoren wie den Tumornekrose-Faktor TNF-a aber auch andere Zytokine, die alle an der Genese des Leberversagens beteiligt sind.

Wann steht diese Technologie für den praktischen Einsatz zur Verfügung?
FALKENHAGEN: Wir rechnen damit, dass dieses System in etwa drei bis vier Jahren routinemäßig einsetzbar sein wird. Wir arbeiten derzeit auch an einer Erweiterung mithilfe biologischer Materialien, also mit Hepatozyten. Diese werden von uns in 90 Mikrometer kleine Kapseln „verpackt“, deren Ummantelung für das Albumin durchlässig ist. Die Behälter werden dann dem zu reinigenden Filtrat gemeinsam mit den Mikroadsorbern zugeführt und können so auch Syntheseleistungen erbringen.

Werden wir im Jahr 2050 erfolgreich alle lebenswichtigen Organe ersetzen können?
FALKENHAGEN: Die Funktionen des Herzens werden zur Mitte des 21. Jahrhunderts sicher auch längerfristig durch künstliche Systeme aufrecht erhalten. Bei künstlichen Nieren ist vorstellbar, dass es sie vielleicht auch in implantierbarer Form geben wird. Auch das Pankreas wird voraussichtlich durch die Entwicklung geeigneter Glucose-Sensoren ersetzt werden können. Die Lunge ist schwieriger, aber vielleicht können wir ein System entwickeln, mit dem es möglich sein sollte, die Wartezeit bis zur Transplantation besser zu überbrücken.
Auch die Funktionen der Leber sind sehr komplex und werden wohl auch im Jahr 2050 längerfristig nicht komplett substituiert.
Den kompletten „künstlichen Menschen“, wie er noch vor einigen Jahren diskutiert wurde, wird es also nicht geben. Insgesamt betrachtet sehe ich aber gute Chancen für den künstlichen Organersatz, speziell im Zusammenwirken mit der Organtransplantation, was möglicherweise auch vermehrt Xenotransplantationen umfassen könnte.

Mag. Dietmar Schobel, Ärzte Woche 38/2007

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