Lehrstühle
Medizintechnik, Strömungsmechanik, Werkstofftechnik, Kardiotechnik — mit vorhandenem Kreislauf- oder Dauerlaufprüfstand.
Gesucht: Laborzugang für die nächste Validierungsstufe.
Über mehrere Jahre sind Konstruktion, gefertigte Module und ein Kreislaufprüfstand entstanden. Der nächste Schritt braucht eine Umgebung, die privat nicht herstellbar ist — und Partner, die mit Blut, Kreislauf und Messtechnik umgehen können.
Projektstand
Was es gibt
Drei Module existieren als gefertigte Hardware der früheren Architekturstufe: die pulsatile Membrankammer für den Körperkreislauf, die Mikroaxialpumpe für den Lungenkreislauf und die Pulskammer. Gefertigt wurde additiv, aus Normteilen und in Handarbeit.
Ein Kreislaufprüfstand ist aufgebaut und in Betrieb. Er hat Fluid bei blutähnlicher Viskosität gefördert. Die Sensorik — Volumenstrom, Druck und Oxygenierung, beidseitig und jeweils vor und nach dem Eingang, zusätzlich Vor- und Nachlast — ist verbaut.
Die aktuelle Architektur liegt als Konstruktion und Konzeptrechnung vor; Energiespeicher, Batteriemanagement und induktive Ladung als Konzept, nicht als Hardware.
Begründung
Warum pulsatil
Heutige Unterstützungssysteme arbeiten überwiegend mit Rotationspumpen mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute. Verminderte Pulsatilität ist dort verknüpft mit erworbenem von-Willebrand-Syndrom, Blutungen aus arteriovenösen Malformationen und Aorteninsuffizienz; Ursache ist die Zerstörung hochmolekularer von-Willebrand-Multimere durch Scherbelastung.
Eine Verdrängerpumpe arbeitet dagegen mit etwa ein bis zwei Hüben pro Sekunde — um Größenordnungen weniger Zyklen und entsprechend geringerer Scherbelastung. Das ist eine konstruktive Begründung, keine Wirksamkeitsbehauptung.
Für den Lungenkreislauf ist Pulsatilität ebenfalls relevant: In der Fontan- und Glenn-Zirkulation, in der die Lunge ohne Pulsation durchströmt wird, sind gestörte Endothelfunktion, verminderte Stickstoffmonoxid-Verfügbarkeit und steigender pulmonaler Gefäßwiderstand beschrieben.
Bedarf
Was konkret gesucht wird
Der nächste Entwicklungsschritt ist eine Messreihe mit Tierblut: Verhalten unter realer Viskosität und Zellbelastung statt unter Modellfluid. Dafür fehlen Laborzugang und Messumgebung.
- Zugang zu einem Kreislaufprüfstand oder Perfusionslabor
- Möglichkeit, mit Tierblut zu arbeiten — Antikoagulation, Kühlkette, fachgerechte Entsorgung
- Zeitaufgelöste Flussmessung, um Druck und Fluss gemeinsam auswerten zu können
- Fachliche Begleitung bei Hämokompatibilität und Strömungsmesstechnik
- Membranwerkstoffe und Dauerlaufprüfung
- Perspektivisch Strömungssimulation und normkonforme Prüfung
Bei vorhandenem Zugang ist ein Zeithorizont von sechs bis achtzehn Monaten bis zu belastbaren Daten realistisch.
Forschungsfragen
Drei offene Fragen, an denen sich mitarbeiten lässt
Alle drei sind abgegrenzt und in der Literatur nicht abschließend beantwortet.
- Bei welchem Auswurfprofil erreicht ein pulmonaler Pulsstoß maximale hämodynamische Überschussenergie, ohne den pulmonalarteriellen Mitteldruck über 20 mmHg zu heben?
Der Lungenkreislauf lässt nur wenige mmHg Spielraum, bevor aus Nutzen Schaden wird.
- Ab welchem Stoßvolumen ist pulmonale Pulsatilität physiologisch wirksam?
Ein Schwellenwert ist in der Literatur nicht definiert. Als Vergleichsgröße dient die pulsatile Herz-Lungen-Maschine mit rund 5.000 ergs/cm³ beim Patienten.
- Welche Rampenbegrenzung hält die Leistungsregelung außerhalb der Barorezeptor-Zeitkonstante, ohne die Bedarfsanpassung zu verzögern?
Pumpe und Körper sind zwei Regler an derselben Strecke; überlappende Zeitkonstanten führen zum Aufschaukeln.
Für Klinikerinnen und Kliniker
Vier Fragen an Kardiologie und Herzchirurgie
Diese Fragen kann nur die klinische Erfahrung beantworten. Eine kurze fachliche Einschätzung würde die Entwicklung deutlich voranbringen.
- Welche Flüsse und Drücke muss ein Ganzherz von Ruhe bis Belastung liefern, und wo liegen die klinisch wichtigsten Untergrenzen?
Zum Beispiel im Schlaf, bei Fieber oder bei erhöhtem Lungengefäßwiderstand.
- Welche Platzverhältnisse und Gefäßanschlüsse im Brustraum sind bei bestehenden Systemen im Alltag kritisch?
Passform ist ein Ziel des Projekts, aber noch nicht an Bilddaten belegt.
- Welche Komplikationen heutiger Systeme sollte ein neues Konzept am dringendsten vermeiden?
Blutung, Thrombose, Infektion, Geräteausfälle: Wie wären sie zu gewichten?
- Wie sollte ein Alarm aussehen, der Patientinnen und Patienten auch im Schlaf zuverlässig erreicht?
Und wer sollte ihn zuerst erhalten: der Patient, die Klinik oder eine Leitstelle?
Zielgruppen
An wen sich das richtet
Promovierende
Wer eine abgegrenzte, praktisch bearbeitbare Fragestellung für die eigene Arbeit sucht.
Kardiotechnik und Perfusion
Praktiker mit täglicher Erfahrung in extrakorporalem Kreislauf, Pumpen und Blut.
Hersteller
Medizintechnik- und Antriebsunternehmen mit eigener Entwicklungs- und Prüfinfrastruktur.
Beitrag
Was das Projekt einbringt
- Mehrjährige Vorarbeit.
Konstruktion, Auslegung, gefertigte Module, verbaute Sensorik und ein Kreislaufprüfstand. Ein Partner steigt nicht bei null ein.
- Ko-Autorschaft.
Ergebnisse aus gemeinsamer Arbeit werden gemeinsam veröffentlicht.
- Klare Absprachen.
Nutzung und Veröffentlichung gemeinsamer Ergebnisse werden vorab vereinbart.
Offene Punkte
Was fehlt, ausdrücklich benannt
- Keine Strömungssimulation durchgeführt; Struktursimulation im Arbeitsplan vorgesehenOffen
- Keine Arbeit nach ISO 14971, IEC 60601 oder ISO 5840 bisherOffen
- Volumenstrom rechnerisch ermittelt und nicht validiertOffen
- Keine zeitaufgelöste Flussmessung, damit keine Energiebetrachtung der PulsatilitätOffen
- Keine Blutversuche, keine HämolysedatenOffen
- Werte der aktuellen Architektur noch nicht CAD-/FE-bestätigtOffen
- Energiespeicher, Batteriemanagement und induktive Ladung nur als KonzeptOffen
- Keine institutionelle Anbindung, keine DrittmittelOffen
Kontakt
Für fachliche Anfragen genügt eine direkte Nachricht an info@kanzlerbiologicals.com. Willkommen sind auch Rückmeldungen, die dem Projekt widersprechen — ein begründeter Einwand ist wertvoller als Zustimmung.