Adaptive Steuerung eines Herzunterstützungssystems - implantierbare Sauerstoffsensorik

Implantierbare Sauerstoffsensoren bieten ein breites Einsatzfeld im klinischen Umfeld, beispielsweise bei Herzunterstützungssystemen. Für eine optimale und autonome Funktion eines extravaskulären Herzunterstützungssystems ist eine von der körperlichen Aktivität und des Zustandes des Patienten abhängige Steuerung von großer Bedeutung. Zwei prinzipielle Methoden zur Steuerung eines solchen Systems sind die Herzfrequenz des Patienten und der Sauerstoffgehalt des Blutes. Das innovative Ziel des vorliegenden Projektes ist die vollständig extravaskuläre Signaldetektion, sowohl des EKG-Signals als auch des Sauerstoffpartialdruckes/ der Sauerstoffsättigung mittels neuer flexibler und sehr dünner Sensoren.

Elektrochemische Sensoren für Sauerstoff und pH-Wert finden in medizintechnischen Labors heute weit verbreiteten Einsatz. Bei intrakorporalen Implantaten konnten sich die Sensoren dagegen wegen unerwünschter Gewebereaktionen, Ablagerung organischen Materials und der damit verbundenen Signal-Drift noch nicht durchsetzen. Ein am Lehrstuhl für medizinische Elektronik der TU-München unter der Leitung von Prof. Bernhard Wolf entwickelter implantierbarer Sauerstoffsensor soll nun für einen Einsatz am Herzmuskelgewebe weiterentwickelt werden. Der Sensor soll dabei nicht auf einem Glas- oder Keramikträger aufgebracht werden, sondern er soll direkt auf das im Projekt verwendete PU-Material mittels Dünnschichtabscheidung aufgebracht werden. Dazu sollen Techniken für eine Kompatibilität von Sensorfunktion und mechanischer Deformation entwickelt werden. Die weiterentwickelten Sensoren können anschließend im Tiermodell mit dem Herzunterstützungssystem erprobt werden.

In Zusammenarbeit mit der AdjuCor GmbH sollen im Forschungsvorhaben Adaptive Steuerung eines Herzunterstützungssystems - implantierbare Sauerstoffsensorik innerhalb von zwei Jahren Dünnschichtfolien in das Implantat eingebracht werden, um in-vivo eine ausreichende Signalqualität zu erreichen. Des Weiteren wird ein auf Herzfrequenzveränderungen ausgelegter Algorithmus zur adaptiven Steuerung des Unterstützungssystems entwickelt.