Demonstrator „Schlauchimplantat mit Herzklappenventil für den minimalinvasiven Einsatz“
Demonstrator „Schlauchimplantat mit Herzklappenventil", © ITM/TU Dresden

I³ + V - integrales individuelles Implantat mit Klappe

Die Situation

Überall wo Flüssigkeiten richtungsgebunden geleitet werden müssen, bedarf es technischer Lösungen, um einen ungewollten Rückfluss zu verhindern. Auch im Medizinbereich werden für Implantate Rückstauklappen benötigt, insb. für Herzklappen. Für die Behandlung defekter Herzklappen stehen zwei Prothesentypen zur Verfügung: biologische und mechanische Klappen. Mechanische Klappen haben den Vorteil einer fast unbegrenzten Haltbarkeit. Hauptnachteil ist die lebenslang notwendige Anti-Blutgerinnungstherapie, die der Träger ab dem Zeitpunkt der Implantation benötigt. Außerdem kommt es zu vom Patienten wahrnehmbaren Geräuschen, die durch den mechanischen Klappenschluss entstehen. Biologische Prothesen haben diese Nachteile nicht und können außerdem minimalinvasiv implantiert werden.

Das Projekt

Im Projekt 18774 BR wurde am ITM bereits eine innovative Fertigungstechnologie zur Herstellung komplexer individueller Gefäßimplantate entwickelt. Im nun abgeschlossenen Projekt gelang es, die Integration von textilbasierten Rückstauklappen nun ebenfalls in situ während des Webprozesses automatisiert zu realisieren. Damit ist keine separate Bauteilherstellung mehr nötig.

Die Fertigungstechnologie basiert auf einer CAD-gestützten Prozesskette für die individuelle Maßanfertigung mittels Jacquard-Spulenschützen-Bandwebtechnologie. Dadurch wird eine Herstellung der Ventilstrukturen ohne Trial-and-Error Versuche ermöglicht. Die entwickelten unterschiedlichen Bindungskonzepte ermöglichen die flexible Realisierung von Schlauchgeweben mit Ventilfunktion sowie unterschiedlicher Klappenart, -anzahl und -ausprägung, wobei die zwei Ventilfunktionen der Herzklappe, das „Einlassventil“ (Mitralklappe) und „Auslassventil“ (Aortenklappe) naturgetreu abgebildet werden können. In das Schlauchgewebe wird ein Formgedächtnismaterial (Nitinoldrähte) integriert, welches einen minimalinvasiven Eingriff zum Einsetzen der Prothese ermöglicht.

Die noch notwendige Entwicklung mediendichter Gewebe kann von textilen KMU in Eigenregie oder im Rahmen weiterer FuE-Projekte gelöst werden.

Der Nutzen für den Mittelstand

Unterschiedliche kleine und mittelständische Unternehmen, wie zum Beispiel Hersteller von Textilien, speziell für Gesundheit und Medizintechnik sowie KMU aus den Bereichen Biotechnik, Werkstoffe oder Materialien können mit den Ergebnissen des Projekts direkt und kostengünstig das neue Verfahren und entsprechend neue Produktgruppen in ihr Repertoire aufnehmen. Durch die automatisierte Fertigung gegenüber der konventionellen zeitintensiven, manuellen Konfektionierung sinken die Fertigungszeiten enorm. Eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit ist die Folge.

Weiterhin können zahlreiche Neuentwicklungen, wie Ventile, Klappen, funktionelle Rohr- und Schlauchleitungen oder Verschluss- und Verbindungsstücke für eine Vielzahl weiterer anspruchsvoller branchenübergreifender Anwendungen entstehen.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Dilbar Aibibu
dilbar.aibibu@tu-dresden.de
+49 351 463 44040

Fördergeber

Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" 19922 BR.