Gino Gerosa: „In zwei Jahren der Prototyp des maßgeschneiderten Kunstherzens“

Von Angesicht zu Angesicht mit dem Herzchirurgen der Universität Padua, der Ärzte, Ingenieure, Biologen, Materialexperten und ein Budget von 50 Millionen verwalten wird

Gino Gerosa: Interview mit dem Chirurgen der Universität Padua, der mit einem Budget von 50 Millionen Euro Ärzte, Ingenieure, Biologen und Materialexperten koordinieren wird, um das erste italienische Kunstherz zu schaffen
Gino Gerosa, ordentlicher Professor für Herzchirurgie an der Universität Padua und wissenschaftlicher Leiter des Konsortiums für Gesundheitsforschung der Region Venetien, beschäftigt sich mit der 3D-Druck-Reproduktion eines künstlichen Herzens

Das Problem ist bekannt, verdient aber nicht weniger eine schnelle, endgültige und zeitnahe Lösung. Andererseits.
Es müssen immer weniger Herzen transplantiert werden: Sie müssen tatsächlich perfekt sein, ohne strukturelle Veränderungen, und das ist in der Realität nicht immer der Fall.
Allein in Italien stehen rund 750 Patienten auf der Warteliste, von denen 30 Prozent Gefahr laufen, vor der Transplantation zu sterben.
Die Frage liegt vor allem einem Herzchirurgen am Herzen, einer wahren Koryphäe des Fachs: Gino Gerosa, Ordentlicher Professor für Herzchirurgie an derUniversität von Padua, Wissenschaftlicher Direktor des Konsortiums für Gesundheitsforschung der Region Venetien und im November 2018 auch zum Präsidenten der Italienischen Gesellschaft für Herzchirurgie gewählt.
Er wurde am 27. Oktober 1957 in Rovereto in der Provinz Trient geboren und war bereits Schüler der Militärschule Nunziatella in Neapel. Er schloss sein Studium der Medizin und Chirurgie an der Universität Verona ab, spezialisierte sich dann auf Herzchirurgie und arbeitete zwei Jahre lang in London unter der Leitung von Anleitung des britischen Professors Donald Ross.
Um der unglücklichen Situation des Mangels an Herzorganen entgegenzuwirken, führte Gino Gerosa zum ersten Mal in Italien die Transplantation eines Herzens durch, das 20 Minuten lang stillgelegt worden war. Im vorliegenden Fall hatte das von ihm geleitete Paduaner-Team einen Spender eingesetzt, der sich bereits im Herz-Kreislauf-Tod befand und bei dem es nicht notwendig war, das Herz zu stoppen, sondern im Gegenteil neu zu starten. Als er wieder zum Schlagen zurückkehrte, folgte das übliche Transplantationsverfahren.

50 Millionen Euro für das erste italienische Kunstherz
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Im Jahr 2007 führte der Arzt aus dem Trentino auch die erste Totalimplantation eines künstlichen Herzens in Italien durch, das als „Total Artificial Heart“ mit dem Akronym TAH bezeichnet wird.
Das Gerät mit der Bezeichnung „CardioWest 70cc“ bestand aus zwei Polyurethan-Kammern, die jeweils durch ein elastisches Septum in zwei Teile geteilt waren, die dank eines pneumatischen Systems Blut in die Arterien pumpten, anstatt in die funktionsgestörten natürlichen Ventrikel des Patienten. Auch aufgrund der starken emotionalen Wirkung wurde die Intervention von der Presse und dem nationalen Fernsehen mit großem und berechtigtem Nachdruck berichtet.
Am 12. September 2011 entfernte das Team von Gino Gerosa 1300 Tage nach der Implantation das Kunstherz „Cardiowest“, um es durch ein echtes menschliches Herz eines Spenders zu ersetzen.
Im Jahr 2015 wurde in Padua zum ersten Mal weltweit auch eine mikroinvasive Aortenklappenbioprothese und Reparatur der Mitralklappe bei schlagendem Herzen durchgeführt. Der chirurgische Eingriff, der von der Herzspitze aus durchgeführt wurde, ermöglichte die vollständige Genesung des Patienten und die vollständige Lösung seiner Herz-Kreislauf-Probleme.
In diesem Zusammenhang und auf der Grundlage dieser außergewöhnlichen Fähigkeiten und Erfahrungen, die im Laufe der Jahrzehnte gesammelt wurden, begann das Projekt zur Schaffung eines neuen italienischen Kunstherzens, das erneut dem Team von Gino Gerosa anvertraut wurde, der von der Redaktion von Innovando.News gemeinsam interviewt wird mit dem italienischen von Biomednews.it.

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Im September 2021 führte ein Ärzteteam der University of Louisville, Kentucky, mit einer Aeson-Bioprothese der französischen Firma Carmat die erste künstliche Herztransplantation bei einem 57-jährigen Patienten durch, deren Operation acht Stunden dauerte: Das ist es ein vollständiges künstliches Herz, das „kompakt genug“ ist, um an die Brusthöhle von Frauen angepasst zu werden, deren Abstoßungsrate bei 75 Prozent liegt
(Foto: Carmat)

Professor, können Sie bestätigen, dass der Prototyp des ersten italienischen Kunstherzens innerhalb von zwei Jahren fertig sein wird?
„Ich bestätige es, ja. Die Studie wird 50 Millionen Euro kosten und fünf Jahre dauern, aber in zwei Jahren werden wir den Prototyp haben. Um dies zu erreichen, ist der Beitrag von Ärzten, Ingenieuren, Biologen und Experten für biokompatible Materialien erforderlich. Wir haben eine solide finanzielle Grundlage gefunden, um dem Projekt Substanz zu verleihen, und wir sollten an einem Wendepunkt stehen. Die ersten zwei Jahre werden für die Herstellung des Prototyps genutzt, mit dem wir dann mit Prüfstandstests und, wenn diese zufriedenstellend verlaufen, mit präklinischen Tests fortfahren werden.“

Wie unterscheidet es sich von anderen bereits verwendeten Kunstherzen?
„Wir haben versucht, drei Fragen zu beantworten: die Biokompatibilität des Systems zu optimieren, um die beste Lebensqualität für den Patienten zu gewährleisten, seine Abmessungen zu reduzieren, um den Einsatz bei allen Patienten unabhängig von Geschlecht und Körpergröße zu gewährleisten, und es nicht mehr als zu verstehen.“ nicht als Brücke zur Transplantation, sondern als endgültiger Ersatz des Herzorgans. Daher als Alternative zu einer Herztransplantation, sodass ein komplettes Kunstherz zur Verfügung steht. Der Patient, der einen solchen Therapiebedarf hat, muss nicht auf einen potenziellen Spender warten, sondern die Lösung steht sofort im Regal im Operationssaal zur Verfügung.“

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Das Herz ist ein Muskelorgan, das das motorische Zentrum des Kreislaufsystems und den Antrieb von Blut und Lymphe in verschiedenen tierischen Organismen, einschließlich des Menschen, darstellt. Es besteht aus einem bestimmten Gewebe, dem Myokard, und ist von einer Membran bedeckt , dem Herzbeutel, und ist lebenswichtig
(Foto: Envato)

Lässt sich abschätzen, wie viele Geräte jedes Jahr benötigt werden könnten, wenn das Herz erst einmal industrialisiert ist?
„In Italien stehen etwa 750-800 Patienten auf der Warteliste für eine Herztransplantation und wir reagieren in etwa 35 Prozent der Fälle auf diese. Nach der Industrialisierung wird das neue Kunstherz eine Reaktion von 60 Prozent erreichen können. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass für die Aufnahme in die Warteliste für die Transplantation keine Kontraindikationen vorliegen dürfen, die höchstwahrscheinlich nicht auf ein künstliches Herz zutreffen würden.

Handelt es sich um ein personalisiertes, „maßgefertigtes“ Gerät oder wird stattdessen eine Standardisierung erwartet?
„Es ist in dem Sinne personalisiert, dass es sich um ein Gerät handelt, das dafür sorgen soll, dass die Innenfläche der künstlichen Ventrikel mit den Endothelzellen des potenziellen Empfängers neu besiedelt wird.“ In diesem Fall wäre es tatsächlich eine Anpassung. Aus der Sicht ist der mechanisch-elektrische Bereich jedoch standardisiert.“

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Der Prototyp des ersten künstlichen Herzens, das in Italien von Professor Gino Gerosa von der Universität Padua verwendet wurde
(Foto: MUSE von Trient)

Wo wird es aus produktionstechnischer Sicht hergestellt?
„Dies sind weitere Schritte, die wir in Betracht ziehen werden, wenn die ersten Geräte im präklinischen Tiermodell getestet werden, und wir werden klarere Vorstellungen über die industrielle Machbarkeit des Projekts selbst haben.“

Wie viele Jahre haben Sie an dem Projekt gearbeitet? Welche Hürden müssen noch überwunden werden, um dies zu erreichen?
„Wir denken seit mindestens zehn Jahren über das künstliche Herz nach. Bisher war das größte Handicap der Mangel an stabilen Finanzmitteln. Da wir nun über diese finanziellen Mittel verfügen und das Projekt entwickeln können, haben wir uns einen Zeitplan von zwei Jahren für die Produktion des Prototyps gesetzt. Im Moment gibt es keine Hindernisse, das Ergebnis hängt ausschließlich von unserer Fähigkeit ab, laufen zu können, um unseren Ideen Substanz zu verleihen.“

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Wenn auch nur auf experimenteller Basis, haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich in der Schweiz mithilfe des 3D-Druckverfahrens und Silikon ein weiches Kunstherz entwickelt: Im Gegensatz zu einem menschlichen Herzen, bei dem die beiden Ventrikel durch ein Septum (Wand aus der Muskel) und bei dem der rechte und der linke Ventrikel durch eine weitere Kammer getrennt sind: Diese Kammer ahmt die Muskelkontraktion des menschlichen Herzens nach, indem es sich füllt und entleert, um den Pumpvorgang zu erzeugen
(Foto: ETH Zürich)

Zehn Jahre, um stabile finanzielle Ressourcen zu finden, führen uns zu einer einfachen Frage: War diese ganze Zeit nötig?
Mit rechtzeitigerer Reaktion könnten wir bereits heute die ersten künstlichen Herzen implantieren lassen.

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Herr Matthew Moore aus North Carolina wurde am 12. Juli 2021 von den Chirurgen Jacob Schroder und Carmelo Milano operiert und war der erste US-Patient, der mit einem komplett künstlichen Herzen ausgestattet wurde, das von einem französischen Medizintechnikunternehmen namens Carmat entwickelt wurde, nämlich dem berühmten Gerät Aeson: Die 8-stündige Operation wurde im Rahmen einer klinischen Studie am Duke University Hospital durchgeführt, die noch läuft (Foto: Stephanie Lopez/Duke Health)