Aus der Natur lernen - die Biomechanik - 2

Frankfurt University of Applied Sciences Aus der Natur lernen - die Biomechanik Teil 2

Ein Aneurysma kann eine gefährliche Sache sein. Die sackförmige Erweiterung eines Blutgefäßes führt zu einem erhöhten Risiko einer Ruptur, – die Wand des Gefäßes bricht auf. Das Blutgefäß hat seine Materialeigenschaften geändert, ist nicht mehr elastisch genug und kann große Dehnungen nicht mehr problemlos aufnehmen. Und wenn dann nicht in allerkürzester Zeit eingegriffen wird, kann es schon zu spät sein. „Und das große Problem ist“, erzählt uns Achim Hegner, Doktorand an der Frankfurt University of Applied Sciences, „dass das so gut wie symptomfrei ist.“ Hat man erst einmal Symptome, bleibt kaum noch Zeit zu handeln. Es gibt Statistiken, die beschreiben, ab wie viel Zentimetern Durchmesser ein Aneurysma gefährlich wird, – das ist bei rund 5,5 cm der Fall. Das Problem ist nur: Manche Aneurysmen platzen schon bei viel geringerem Durchmesser, andere halten ein Leben lang, obwohl sie statistisch bereits viel zu groß sind. Entdeckt werden diese gefährlichen Erweiterungen zumeist bei Vorsorgeuntersuchungen und behoben werden sie per Stent-Graft, der per Operation in das Gefäß eingesetzt wird. Doch hier steht man schon vor dem nächsten Problem: „OPs haben eine Komplikationsrate von 7 %“ sagt Achim Hegner – während des Eingriffs und auch noch lange danach. Arzt und Patient stehen nun vor der schwierigen Entscheidung: Riskieren wir eine Operation oder lieber ein eventuell platzendes Aneurysma?

Die Statistiken dazu sind ungenau. Jeder Patient ist anders, jedes Gewebe hat seine individuellen Eigenschaften. Je genauer man das Gewebe nun im Vorfeld charakterisieren kann, desto effektiver, schonender und auch individueller kann einem Patienten geholfen werden. Achim Hegner schreibt seine Dissertation hier in Frankfurt im Labor für Biomechanik und befasst sich speziell mit der Materialcharakterisierung von Blutgefäßen. Die Biomechanik von Weichgewebe ist, wie er sagt, „eher etwas ausgelagert“, aber nicht weniger relevant. Denn diese Forschungsrichtung entspringt ganz konkret dem geschilderten Problem der Aneurysmen in der Bauchaorta. „Da wird schon seit mehreren Jahrzehnten geforscht“, erzählt der Doktorand. „Unser Projekt baut darauf auf.“ Das Besondere daran sind zum einen die Ultraschalluntersuchungen, die nicht invasiv sind und daher den Patienten schonen. Zum anderen kann die Verformung der Aorta durch dieses dreidimensionale Verfahren genau dargestellt und abgemessen werden.

Doch damit nicht genug: Hier, im Labor für Biomechanik, wird nicht nur geforscht und biologisches Material charakterisiert. Das Team um Prof. Dr. Armin Huß entwickelt auch personalisierte Prothesen die ganz den Eigenschaften und Bedingungen des Patientengewebes angepasst sind. In Zukunft wäre dies auch denkbar für Stents Gefäßprothesen für den Einsatz im Falle der Aneurysmen. Das verspricht große Verbesserungen für die Patienten. Die Vielfalt in Forschung und Nutzung der Biomechanik spiegelt sich auch im Werdegang von Achim Hegner wider. Der junge Forscher kam von der Motorradtechnik über den Maschinenbau hier ins Labor, wo er sich nun auf das Charakterisieren von Blutgefäßen spezialisiert: „Ich finde Biomechanik ziemlich spannend“, ist er begeistert. „Und außerdem wollte ich etwas Sinnvolles machen. Und meine Forschung gibt Patienten die Möglichkeit einer besseren Behandlung. “Was ist sinnvoller, als mit breit aufgestelltem Wissen und Begeisterung Menschen zu helfen? Die Antwort findet man hier im Labor für Biomechanik an der Frankfurt University of Applied Sciences.

10.07.2023