Kardiovaskuläre Technik

Lokale Strömungssituationen im kardiovaskulären System stehen häufig mit Krankheiten, unerwünschten Ereignissen und klinischen Ergebnissen in Verbindung. Daher ist es sehr wichtig, die allgemeine und lokale Strömungsdynamik und die Interaktion mit dem Gewebe und allfälligen Prothesen zu verstehen.

Diagnoseinstrumente, wie z.B. klinische Bildgebungssysteme können diese wichtigen Daten nur begrenzt darstellen. Aus diesem Grund und auch um Variationen der klinischen Bedingungen zu verstehen, ist es äußerst wichtig, In-silico- und In-vitro-Simulationen durchzuführen. Diese ermöglichen zusammen mit der klinischen Diagnostik das Testen von Hypothesen über Krankheitsmechanismen, die Optimierung des Geräteentwurfs und a-priori-Untersuchungen von therapeutischen Ansätzen.

Im Laufe der Jahre hat unsere Gruppe zahlreiche Herzunterstützungssysteme und Gerätekomponenten entwickelt, darunter vor Jahrzehnten ein vollständiges Kunstherz für den klinischen Einsatz, Rotationspumpen für verschiedene Zwecke, Kanülen und periphere Komponenten wie Überwachungssysteme. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Biokompatibilität und der Schnittstelle zwischen Mensch und System sowie deren Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit.

LVAD-Ergebnisforschung: Evidenzbasiertes Patientenmanagement zur Optimierung der klinischen Ergebnisse.

Ventrikuläre Unterstützungssysteme (VADs) sind eine etablierte therapeutische Option für PatientInnen mit chronischer Herzinsuffizienz, aber unerwünschte Ereignisse wie Blutungen, Infektionen, Pumpenthrombosen (PT) und Schlaganfälle wurden mit dem Einsatz dieser Geräte in Verbindung gebracht. Die Suche nach potenziellen klinischen Risikofaktoren und frühen Prädiktoren ist von großem Interesse, um unerwünschte Ereignisse und Krankenhausaufenthalte zu reduzieren. Eine kontinuierliche Überwachung und die Einhaltung von Leitlinien und Zielbereichen sind unerlässlich, um Probleme frühzeitig zu erkennen und optimale Ergebnisse zu erzielen.

Elektrospinnen ist eine Technik zur Herstellung kleiner Fasern  (Ø 200nm bis 2µm) aus verschiedenen Materialien.

Unsere Gruppe hat sich auf das Spinnen von biostabilen und biologisch abbaubaren Polymeren aus einem gelösten Zustand spezialisiert. Das Verfahren hat das Potenzial, Gerüste mit mikro- bis nanoskaliger Topographie und hoher Porosität zu schaffen, die der natürlichen extrazellulären Matrix ähneln und daher für Anwendungen im Bereich des Tissue Engineering nützlich sind. Die Ablagerung der Fasern erfolgt in der Regel auf chaotische Weise. Eines unserer Ziele ist es, die Orientierung der abgelagerten Fasern besser zu kontrollieren.

Nach der numerischen und hydraulischen Simulation muss unsere Arbeit in der biologischen Umgebung validiert werden.

Algorithmen, Verfahren, Diagnosegeräte und Implantate müssen validiert werden, bevor die nächsten Schritte zum Industrietransfer und zur klinischen Anwendung erfolgen. Um die unvermeidlichen Tierversuche zu minimieren, hat unsere Gruppe leistungsfähige Werkzeuge für In-vitro- und Ex-vivo-Untersuchungen entwickelt, die im Zentrum für Biomedizinische Forschung in enger Zusammenarbeit mit dem Boltzmann-Institut für Herz-Kreislauf-Forschung durchgeführt werden.

Statische und dynamische Charakterisierung von Biomaterialien und Geweben unter physiologischen Bedingungen.

Um sicherzustellen, dass Implantate und Medizinprodukte richtig an den Organismus angepasst sind, sind biomechanische Tests unerlässlich. Sowohl für die Charakterisierung von Biomaterialien und deren Haltbarkeit als auch für Informationen über biologische Gewebe und deren Veränderungen nach einer Operation. Diese Tests müssen ein breites Spektrum von Arbeitspunkten abdecken, von winzigen Strukturen, die besondere Handhabungs- und Messmethoden erfordern, bis hin zu großen Knochen.

Das komplexe Management von PatientInnen mit linksventrikulären Hilfsgeräten kann durch die Entwicklung von Instrumenten verbessert werden, die den Zustand der PatientInnen während der gesamten Therapie besser erfassen. Darüber hinaus können Module zur automatischen Entscheidungsfindung die Therapie aktiv an die sich ändernden Anforderungen der PatientInnen anpassen.

Die Herztätigkeit wird durch ein komplexes Zusammenspiel von hämodynamischer, neuronaler und hormoneller Steuerung orchestriert. Hier geht es um das Verständnis des Einflusses der neuronalen Steuerung auf die kardiale Chronotropie, Inotropie und Dromotropie sowie um die Entwicklung von Neuroprothesen zur Wiederherstellung und/oder Verbesserung der geschlossenen kardialen neuronalen Steuerung.