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Medizintechnik: Blutpumpe aus Plastik und Titan

Vor einem Jahr implantierten Ärzte erstmals todkranken Patienten das Kunstherz AbioCor. Mit diesem technischen Totalersatz lebt eine Strategie wieder auf, die viele Forscher seit zwanzig Jahren praktisch abgeschrieben hatten.


Die Maschine aus Plastik und Titan, kaum größer als eine Grapefruit, erinnert ein wenig an die Laugenpumpe einer Waschmaschine. Eingepflanzt in die menschliche Brust soll sie eines der ehrgeizigsten Ziele der Medizin verwirklichen helfen: ein versagendes menschliches Herz dauerhaft durch ein kleines mechanisches Gerät zu ersetzen. Entwickelt von Abiomed, einer Firma im US-amerikanischen Danvers, Massachusetts, ist AbioCor das erste Ersatzherz, bei dem alle wesentlichen Komponenten in den Körper implantiert werden. Frühere Geräte wie etwa das Jarvik-7, das in den 1980er Jahren weltweit für Furore sorgte, fesselten Patienten hingegen auf Dauer an einen sperrigen Druckluftkompressor. Beim neuartigen AbioCor hingegen dringen weder Schläuche noch Kabel durch die Haut, der Patient bleibt mobil.

Im Juli 2001 erhielt der erste Mensch das neue Kunstherz. Im Laufe der nächsten neun Monate kamen sechs weitere schwerstkranke Patienten dazu. Doch hinterlassen die ersten Versuche einen zwiespältigen Eindruck. Bei Redaktionsschluss waren sechs der sieben Patienten verstorben: zwei bereits innerhalb von 24 Stunden nach der Implantation, einer innerhalb eines Monats, zwei weitere nach fünf und ein Patient immerhin erst nach zehn Monaten. Bei dem einzigen noch heute Überlebenden liegt die Operation mittlerweile bereits ein Jahr zurück. Allerdings hatten alle Patienten vor dem Eingriff voraussichtlich nur noch einen Monat zu leben – ein wesentliches Kriterium, den Versuch mit ihrem Einverständnis überhaupt zu wagen. Für die Vertreter von Abiomed hat ihr Kunstherz daher seinen prinzipiellen Wert bereits erwiesen.

Nach über einem Jahr Erprobung an todgeweihten Patienten lässt sich allerdings noch nicht sagen, ob mit dem Kunstherzen AbioCor ein Durchbruch gelingen wird. Sollte die Zulassungsbehörde in den USA, die Food und Drug Administration (FDA), das Gerät als viel versprechend einstufen, dürfte sie einer zweite Versuchsserie zustimmen. Dann ließe sich das System zusätzlich an Patienten mit etwas besserem Gesundheitszustand testen. AbioCor-Vertreter hoffen, dass mit ihrem Kunstherzen Kranke eines Tages sogar länger überleben als mit einem Spenderherzen. Heute leben fünf Jahre nach einer herkömmlichen Transplantation noch rund drei Viertel aller Patienten. Jährlich stehen aber allein in den USA mehr als 4000 wartenden Patienten weniger als 2500 Spenderherzen zur Verfügung. In Deutschland wurden im vergangenen Jahr laut Eurotransplant 407 Spenderherzen verpflanzt, gleichzeitig standen aber am Stichtag 31. Dezember 2001 aktuell 337 Menschen auf der Warteliste.

Theoretisch könnte AbioCor vielen Betroffenen das Leben retten. Doch muss sich das Kunstherz gegen ein weniger radikales Verfahren behaupten. Eines davon hat bereits Tausenden von Patienten wieder zu einer ausreichenden Herzfunktion verholfen. Ärzte hatten ihnen eine Pumpe an die wichtige linke Herzkammer angeschlossen, die am häufigsten versagt. Diese "Linksherz-Unterstützungssysteme" sollten ursprünglich nur kurze Wartezeiten bis zum Eintreffen eines Spenderherzens überbrücken. Mittlerweile belegen aber Studien, dass sie Patienten für einige Jahre am Leben halten können.

Anders als lange angenommen, scheint das menschliche Herz sich in gewissem Maße sogar selbst reparieren zu können, indem es neues Muskelgewebe ausbildet. Der Wettlauf um Therapien, die mittels Stammzellen dem Herzen zur Selbstheilung verhelfen sollen, ist bereits in vollem Gange.Ein todkranker Patient kann freilich nicht warten, bis diese Verfahren Wirklichkeit werden.

Die ersten Ansätze für ein Kunstherz reichen bereits ein halbes Jahrhundert zurück. 1957 ersetzten Willem J. Kolff, der Erfinder der Nieren-Dialysemaschine, und Tetsuzo Akutsu von der Cleveland Klinik das Herz eines Hundes durch ein Gerät aus Polyvinylchlorid, das mit Druckluft betrieben wurde. Das Tier überlebte neunzig Minuten. Einige Jahre später rief US-Präsident Lyndon B. Johnson ein Kunstherz-Programm an den Nationalen Gesundheitsinstitutionen in Bethesda (US-Bundesstaat Maryland) ins Leben. 1969 implantierte Denton A. Cooley vom texanischen Herz-Institut in Houston erstmals einem Menschen ein Kunstherz – allerdings nur als absolute Notfallmaßnahme. Das System sollte die Zeit bis zum Eintreffen eines Spenderherzens überbrücken, und tatsächlich hielt es den Patienten bis dahin – immerhin 64 Stunden – am Leben. Fatalerweise starb er aber dann zweieinhalb Tage nach dem letzten Eingriff.

Das nächste Kunstherz wurde erst wieder 1981 implantiert. Auch diesmal gelang es damit, den Patienten dank der Überbrückungshilfe die 55 Stunden bis zum Eintreffen eines menschlichen Herzens am Leben zu halten.

Dann folgten jene Versuche, die vermutlich die größte Publizität unter allen Experimenten der modernen Medizin überhaupt erlangten: die viermalige Dauerimplantation des Kunstherzens Jarvik-7 durch den Herzchirurgen William DeVries. Quasi über Nacht erlangte sein erster Patient 1982 am Medical Center der Universität von Utah in Salt Lake City Berühmtheit. Fast täglich berichteten die Medien über den Gesundheitszustand von Barney B. Clark. Reporter setzten alles daran, sich Zugang zur Intensivstation zu verschaffen, versteckten sich in Wäschekörben oder verkleideten sich als Ärzte. Als der Patient 112 Tage später infolge mehrerer Infektionen an so genanntem multiplem Organversagen starb, hatten die Medien über jedes Detail seiner medizinischen Probleme und Beschwerden regelrecht Buch geführt.

Fast zwei Jahre später unternahm DeVries den nächsten Versuch mit dem Jarvik-7, diesmal im Norton Audubon Hospital in Louisville (US-Bundesstaat Kentucky). Sein Patient William Schroeder lebte 620 Tage mit dem Kunstherzen – bis heute Rekord für solche Geräte. Doch forderte dies immensen Tribut von ihm: Schlaganfälle, Infektionen, Fieber und ein ganzes Jahr Ernährung über eine Sonde. Der dritte Empfänger des Jarvik-7 lebte 488 Tage, der vierte starb jedoch schon nach 10 Tagen. Zwar setzten einige Krankenhäuser später noch eine etwas kleinere Version des Jarvik-7 bei mehreren hundert Patienten mit Erfolg als Überbrückungshilfe bis zur Transplantation ein. Von der Idee eines permanenten Kunstherzens wandte sich die Mehrzahl der Fachleute jedoch ab.

Jahrelang gegen den Strom geschwommen

Zu den wenigen, die an dem Konzept festhielten, gehört David Lederman. Der Ingenieur hatte in der medizinischen Forschungsabteilung des amerikanischen Raumfahrtkonzerns Avco bereits jahrelang an der Entwicklung eines Kunst-herzens gearbeitet. 1981 gründete er die Firma Abiomed. Er und seine Kollegen verfolgten die klinischen Versuche mit Jarvik-7 aufmerksam und tüftelten an Verbesserungen. Die Nachteile des bestehenden Systems:

- Die Antriebseinheit – ein außerhalb des Patienten arbeitender Druckluftkompressor – war zu sperrig und zu laut.

- Infektiöse Bakterien konnten leicht über die Eintrittspforten der Schläuche eindringen.

- Im Inneren des Kunstherzens gab es Stellen, an denen sich Blutplättchen und schließlich Blutkörperchen zu einem Thrombus zusammenlagern konnten. Wenn ein solcher Pfropf über die Blutbahn ins Gehirn gelangt, erleidet der Patient einen Schlaganfall.

Im Jahre 1988 beschloss das National Heart, Lung and Blood Institute, eines der US-amerikanischen Gesundheitsinstitute, keine weiteren Gelder mehr für Forschungen über künstlichen Herzersatz zu bewilligen. Die Mittel sollten stattdessen in die Entwicklung von so genannten Herz-Unterstützungssystemen fließen. Mit Vertretern anderer Forschungsgruppen eilte Lederman nach Washington, um Lobby-Arbeit gegen diesen Richtungswechsel zu betreiben. Zwar gelang es tatsächlich, die Forschungsaktivitäten an jeweils zwei Universitäten und Unternehmen wieder aufzunehmen. Doch das Projekt von Abiomed hat als Einziges bis heute überlebt. Das Unternehmen mit Hauptsitz in einem Büropark nördlich von Boston hat insgesamt rund 20 Millionen US-Dollar an öffentlichen Geldern erhalten. Im Jahr 2000 endete die staatliche Förderung; doch spülte der Börsengang im gleichen Jahr 96 Millionen Dollar in die Kasse.

Lederman und sein Team setzten beharrlich auf etwas, das andere Forscher bereits für eher überholt erachteten. Dieses überzeugte Festhalten am Ziel sei ein ganz entscheidender Punkt gewesen, betont der Ingenieur. "Niemand sonst war so fest überzeugt, dass kein anderer Weg zum Erfolg führt. Ich bin stolz, dass wir die Sache so ernsthaft angegangen sind." Gleichzeitig spielt bei ihm eine sehr persönliche Motivation mit: 1980 starb sein Vater plötzlich an einer Herzattacke.

Als Herzstück Elektromotoren

Anders als das alte Jarvik-7 wird AbioCor nicht von einem Druckluftkompressor angetrieben. Verborgen hinter einem metallenen Ring im Zentrum des neuen Geräts agiert sein Herzstück: ein Paar elektrischer Motoren, die das System aus Pumpen und Ventilen antreiben. Eine permanent hin- und herbewegte Hydraulikflüssigkeit sorgt dafür, dass zwei Plastikmembranen die rhythmischen Kontraktionen der inneren Wände des Herzens nachahmen.

Das ist nur eine von vielen Innovationen. Um völlig autonom zu agieren, benötigte das Gerät einen kleinen implantierbaren Regler, der die Schlagfrequenz des Kunstherzens an die körperliche Aktivität des Trägers anpassen kann. Die von Abiomed entwickelte Steuereinheit hat bislang das Format eines kleinen Taschenbuchs, wird in den Bauch implantiert und über innere Kabel mit dem Kunstherzen verbunden. Sensoren registrieren den Blutdruck in der rechten Kammer – dorthin strömt das Blut aus dem Körper zurück. Je nach Druck lässt der Regler das System 80- bis 150-mal in der Minute "schlagen". Wenn diese Steuerung sich bei den klinischen Versuchen bewährt, dann werden ihre künftigen Komponenten auf die Größe eines Mikrochips schrumpfen, der in die Zentraleinheit von AbioCor passt.

Neu entwickelt wurde auch die Energiezufuhr für die Motoren. Sie kommt ganz ohne äußere Kabel aus, die sonst durch die Haut des Patienten hindurch verlegt werden müssten und eine potenzielle Eintrittspforte für Erreger wären. Beim AbioCor nimmt ein ebenfalls in den Bauchbereich implantierter Akku genügend Ladung auf, um das Kunstherz für zwanzig Minuten ohne äußere Energiezufuhr anzutreiben. Nachgeladen wird er normalerweise ständig mittels elektromagnetischer Induktion, wie das heute bei jeder elektrischen Zahnbürste funktioniert. Dazu ist er an eine unter die Brusthaut implantierte elektrische Transferspule angeschlossen. Eine zweite, außen anliegende Spule, die von einem externen Akku gespeist wird, überträgt ihr neue Energie durch die Haut – bei minimaler Strahlenbelastung und Wärmeentwicklung. Der Patient kann die externe Batterie an einem Gürtel tragen, zusammen mit einem Überwachungssystem, das ihn rechtzeitig warnt, wenn sie leer zu werden droht.

Besonders wichtig war, AbioCor so auszulegen, dass im Blut möglichst keine Gerinnsel entstehen. Schon während seiner Zeit bei Avco hatte Lederman vier Jahre lang über Wechselwirkungen zwischen Blut und synthetischen Materialien geforscht. Die Gerinnungsgefahr verringert sich im AbioCor vor allem dadurch, dass die Blutplättchen darin gar keine Zeit haben, zu verklumpen. Denn das Blut fließt sehr schnell durch das Gerät, findet dort keine Flächen, an denen es stocken und sich vernetzen könnte. Alle Oberflächen, die in Kontakt mit dem Lebenssaft kommen, bestehen aus Angioflex – einem biologisch inerten Polyurethan. Obendrein sind die Kontaktflächen extrem glatt gehalten, denn Gerinnsel bilden sich bevorzugt auf Unebenheiten. "Wir mussten ein absolut nahtloses System entwickeln", betont Lederman.

Zu großherzig für die Brust der meisten Frauen

Nach erfolgreichen Vorversuchen an Kälbern und Schweinen genehmigte die FDA im Januar 2001 klinische Versuche. Die Behörde wird den Erfolg an der Überlebensrate und an der Lebensqualität der Patienten messen. Nur Kranke, für die eine Herztransplantation nicht in Frage kommt, dürfen freiwillig an den Versuchen teilnehmen. Die Dimensionen von AbioCor schränken aber die Einsatzmöglichkeiten weiter ein: Das Gerät ist so groß, dass es überhaupt nur bei der Hälfte aller erwachsenen Männer und sogar nur bei 18 Prozent aller Frauen in den Brustkorb passt. Allerdings arbeitet die Firma bereits an einer kleineren Gerätegeneration, die einmal fast allen Patienten passen soll.

Während der Versuche trägt Abiomed die Kosten für die Geräte und deren Unterhalt. Krankenhäuser und Ärzte in den USA stellen Räumlichkeiten und alle medizinischen Leistungen bereit. Die Gesamtkosten einer einzigen Implantation nebst medizinischer und pflegerischer Betreuung liegen in den USA bei über einer Million Dollar.

Beim ersten Einsatz am Menschen mussten die Chirurgen Laman A. Gray Junior und Robert D. Dowling am Jüdischen Hospital in Louisville sieben Stunden operieren. Der damals 59-jährige Empfänger – Robert L. Tools, ein ehemaliger US-Marinesoldat – litt an Diabetes, Nierenversagen und Herzinsuffizienz und konnte vor der Operation im Juli 2001 vor Schwäche kaum mehr seinen Kopf heben. Nach dem Eingriff traten zunächst innere Blutungen und Lungenproblemen auf.

Zwei Monate später funktionierten seine Nieren jedoch wieder normal und er hatte genügend Kraft, um mehrmals an Ausflügen außerhalb des Krankenhauses teilzunehmen. Seine Ärzte hofften schon, er könne Weihnachten daheim verbringen. Doch er hatte weiterhin Blutungen, was es schwierig machte, die nötigen gerinnungshemmenden Medikamente zu verabreichen. Am 11. November erlitt Tools einen schweren Schlaganfall, der seine rechte Körperhälfte lähmte. 19 Tage darauf starb er an Komplikationen nach Magen-Darm-Blutungen.

Dem zweiten Empfänger eines AbioCor, dem 71 Jahre alten pensionierten Geschäftsmann Tom Christerson, erging es wesentlich besser. Er bekam das Gerät am 13. September 2001 eingepflanzt. Nach stetigen gesundheitlichen Verbesserungen verließ Christerson im März 2002 das Krankenhaus, um in einem Hotel in der Nähe zu wohnen. Dort konnten er und seine Familie lernen, selbstständig mit dem Gerät zurechtzukommen. Einen Monat später kehrte er schließlich nach Hause zurück. Seither kommt er nur zu regelmäßigen Kontrolluntersuchungen einmal pro Woche in die Klinik. Dabei nutzt er sein entsprechend verkabeltes Auto gleich auch als Generator für den Antrieb seines Kunstherzens.

Kunstherz mit Kinderkrankheiten

Am texanischen Herzinstitut in Houston implantierte O. H. "Bud" Frazier zwei seiner Patienten das AbioCor. Dieser erfahrene Chirurg hält den Rekord an Herztransplantationen. Einer der Patienten lebte mehr als vier Monate mit dem Gerät, bevor er den Folgen eines Schlaganfalls erlag. Der zweite starb binnen eines Tages – nach zwanzigstündiger Operation – an nicht beherrschbaren Blutungen. Weitere Implantationen fanden am Los Angeles Medical Center der Universität von Kalifornien und an der Hahnemann-Universitätsklinik in Philadelphia statt. Der Patient in Los Angeles erlag knapp zwei Monate später einem multiplen Organversagen. Der andere Patient, der 51-jährige James Quinn, erhielt das AbioCor am 5. November 2001. Trotz eines leichten Schlaganfalls im Dezember konnte er im folgenden Monat in ein nahe gelegenes Hotel umsiedeln. Im Februar musste er allerdings auf Grund von Atemproblemen wieder stationär aufgenommen werden. Er litt an einer Lungenentzündung, die rasch lebensbedrohlich wurde. Quinn kam an ein Beatmungsgerät. Sein Zustand besserte sich zunächst nur langsam, Mitte Mai konnten ihn die Ärzte jedoch allmählich wieder vom Beatmungsgerät entwöhnen. Er musste aber weiterhin in der Klinik bleiben und starb Ende August.

Im Januar 2002 hatte Abiomed auf einer Pressekonferenz erste Zwischenergebnisse der klinischen Versuche präsentiert. Lederman lobte, AbioCor habe auch unter Bedingungen weiterfunktioniert, die jedes natürliche Herz massiv geschädigt oder gar zerstört hätten. So etwa auch dann noch, als Patienten unter schwerem Sauerstoffmangel im Blut oder an hohem Fieber von fast 41,7 Grad Celsius litten. Keiner der Patienten habe eine gerätebedingte Infektion erlitten.

Allerdings musste die Firma einen Konstruktionsfehler einräumen. AbioCor wird an den Resten der Vorhöfe des entfernten Herzens angeschlossen. Dabei kamen auch fingerhutförmige Stützen zum Einsatz, welche die verbliebenen Vorhofwände auseinander halten sollten. Bei zwei der verstorbenen Patienten hatten sich auf den Plastikstreben Blutgerinnsel gebildet. Da solche Verklumpungen, wenn sie sich loslösen, zu Schlaganfällen führen können, wird künftig auf diese Stützen verzichtet. Sie waren bei der Erprobung des Geräts in Kälbern erforderlich gewesen, sind beim Menschen aber überflüssig.

Anfang April erklärte die Firma, sie wolle vor dem weiteren Einsatz erst den Verlauf der Behandlung bei den ersten sechs Patienten genauer untersuchen. Doch gerade mal eine Woche später implantierten Ärzte in Louisville das Gerät erneut – diesmal ohne die Plastikstützen. Das Kunstherz arbeitete korrekt, doch starb der 61-jährige Patient binnen weniger Stunden an einer Lungenembolie. Die Operateure Laman Gray und Robert Dowling erklärten aber, der Blutpfropf habe sich nicht innerhalb des Kunstherzens gebildet.

Trotz aktueller Rückschläge sind die Chirurgen, die bislang das Gerät eingesetzt haben, vom Potenzial dieser Technik überzeugt. Dass sich Blutgerinnsel auf den Plastikstreben bildeten, sei nicht vorhersehbar gewesen, meint Frazier vom texanischen Herzinstitut. Dem pflichtet auch Gray bei: "Meiner Meinung nach ist das Gerät selbst sehr gut konstruiert und birgt keine erhöhte Gerinnungsgefahr." Er sei verblüfft, wie gut es bei den ersten klinischen Versuchen funktioniert habe. Doch berieten diese beiden Chirurgen die Firma auch schon bei der Konstruktion des Geräts und zeichneten für die meisten der Tierversuche verantwortlich.

Allerdings ist nicht jeder so zuversichtlich: "Ein Totalersatz des Herzens durch ein mechanisches Gerät wirft etliche Fragen auf, die bei der geringen Anzahl von Patienten in den bisherigen Versuchen nicht zu klären sind", meint Claude Lenfant, Direktor des National Heart, Lung and Blood Institute. "Welche Lebensqualität kann ein Patient mit solch einem Totalersatz erwarten? Nutzt das wirklich klinisch etwas? Sind die Kosten dieser Therapie auch für die Gesellschaft tragbar?" Sogar Robert K. Jarvik – der Entwickler des Jarvik-7, das vor zwanzig Jahren für Schlagzeilen sorgte – hält heute ein Kunstherz als Totalersatz für zu riskant: "Das Herz komplett herauszuschneiden, ist fast nie eine gute Idee." 1982 hätte man noch nicht gewusst, dass das Organ sich bei bestimmten Erkrankungen wieder erholen kann, wenn es vorübergehend unterstützt werde. "Nur in Extremfällen sollten wir deshalb das eigene Herz des Patienten entfernen."

Oberstes Gebot ist nun, das Risiko von Schlaganfällen zu senken. Ursprünglich hatten die Ärzte gehofft, sie könnten dem Problem durch gering dosierte gerinnungshemmende Medikamente vorbeugen. Doch waren einige der Patienten so schwer krank, dass sie selbst diese schwache Dosis nicht vertrugen. Ihre Vorerkrankungen machten sie anfällig für innere Blutungen. Das bedeutete eine heikle Gratwanderung für die Ärzte: Ein Zuviel der Medikamente lässt den Patienten womöglich verbluten, ein Zuwenig könnte einen Schlaganfall bedeuten.

Trotz der Dringlichkeit von Verbesserungen ist Lederman mit den bisherigen Ergebnissen zufrieden. Die erste Zielvorgabe – Patienten für mindestens sechzig Tage am Leben zu erhalten – habe AbioCor bei seiner Erprobung erreicht: Immerhin hielten vier der Empfänger länger durch, zwei davon sogar sehr viel länger. Bringen die meisten der nächsten Patienten ähnlich gute Ergebnisse und gelingt es gleichzeitig, Komplikationen wie Schlaganfälle zu verhindern, dann, so Lederman, werde man bei der FDA eine Freigabe für den generellen klinischen Einsatz des Systems beantragen. Der wird aber auf jeden Fall auf sterbenskranke Patienten beschränkt bleiben. Lederman: "Ich denke, wir haben nun überzeugende Argumente dafür, dass wir Patienten, deren Lebenserwartung höchstens noch dreißig Tage beträgt, zu vielen weiteren Monaten mit hoher Lebensqualität verhelfen können." Einige Medizinethiker halten das hingegen für fragwürdig. Menschen an der Schwelle des Todes würden schließlich fast jeder Behandlung ohne Berücksichtigung der Konsequenzen zustimmen, wenn sie ihnen nur ein wenig Hoffnung auf Weiterleben verspricht.

Auch bleibt die Frage, wie eine akzeptable Lebensqualität definiert werden kann. Schon 1981 schrieb Jarvik, ein ideales Kunstherz müsse so unaufdringlich und zuverlässig arbeiten, dass dem Patienten gar nicht bewusst wird, dass er es trägt (SdW 03/1981, S. 16). Erfüllt AbioCor diese Vorgabe? Carol Tools meint, ihrem Mann sei durchaus bewusst gewesen, dass das ständige leise Surren des AbioCor das Pochen seines eigenen Herzens ersetzte. Dafür habe allein schon der Umstand gesorgt, dass er sich ständig um die Energieversorgung kümmern musste. "Manchmal", sagt sie, "lag er da und lauschte ihm nach. Dann hatte er es auch wieder vergessen." Dennoch glaubt sie, seine Lebensqualität sei in den letzten Monaten gut gewesen. Carol: "Leider war die Spanne, die uns blieb, kürzer als wir gehofft hatten". Doch fügt sie hinzu: "Robert hat seine Entscheidung nie bereut."


Mit der Erprobung von AbioCor lebt die alte Debatte zum Kunstherzen wieder auf


Schon in den 1980er Jahren, während der klinischen Versuche mit dem Kunstherzen Jarvik-7, äußerten Fachleute ethische Bedenken. Die Patienten würden körperlich und seelisch leiden, nicht zuletzt auch unter dem enormen Medienrummel. Seitdem AbioCor am Menschen erprobt wird, sind diese Fragen erneut aktuell. Hersteller Abiomed, die beteiligten Ärzte und die Medien schneiden dabei durchaus unterschiedlich ab.

"Die ethische Grundfrage ist hinsichtlich des Patienten noch immer die gleiche", betont Arthur Caplan, Direktor des Zentrums für Bioethik an der Universität von Pennsylvania. Erst nach umfassender Aufklärung durch den Arzt sollte ein Patient aus freien Stücken der geplanten Maßnahme zustimmen. "Aber kann man von einem verzweifelten, sterbenden Patienten", so Caplan, "ein echtes Abwägen erwarten?" In dieser extremen Zwangslage gebe es wenig, für das man von einem Sterbenden nicht die Zustimmung erhalten könne. Vorbildlich sei aber die 13-seitige Zustimmungserklärung von Abiomed, die ausführlichst über die Risiken des Verfahrens aufkläre. Ausdrücklich lobt Caplan auch, dass die Firma für die Aufklärung von Patienten und deren Angehörigen unabhängige Anwälte finanziert. Auf der anderen Seite bezweifelt er jedoch, dass die richtigen Patienten an den Versuchen teilnehmen: "Bei manchen neuen Behandlungsansätzen macht es meines Erachtens keinen Sinn, sie zunächst an Schwerstkranken zu erproben. Denn wie will man dann krankheitsbedingte Verschlechterungen von solchen unterscheiden, die durch das Gerät verursacht wurden?"

George J. Annas, Professor an der School of Public Health der Universität Boston meint, dass der Patient in seiner Einverständniserklärung wesentlich detaillierter festlegen sollte, wie weit sein Sterben hinausgezögert werden darf, wenn schließlich nichts mehr zu machen ist. Niemand, so Annas, werde mit diesen Geräten lange leben. Es sei daher wichtig, das Ende einzuplanen. "Wie möchte man sterben? Wer soll unter welchen Umständen die Entscheidung treffen?" In zwei Fällen stimmten Familienmitglieder zu, dass die Energieversorgung des AbioCor abgeschaltet wird, damit ihr todkranker Angehöriger endlich sterben konnte.

Ein weiterer Zündstoff für Kontroversen ist Abiomeds zurückhaltende Informationspolitik hinsichtlich der klinischen Versuche. Einen Medienrummel wie bei den Versuchen mit Jarvik-7 konnte die Firma erfolgreich verhindern, indem sie den Namen eines Operierten erst dreißig Tage nach der Implantation bekannt gibt. "Undichte Stellen" in den Krankenhäusern zwangen die Firma allerdings mehrfach zu vorzeitiger Bekanntgabe. Doch betonen einige Ethiker, es sei notwendig, auch wirklich alle medizinischen Probleme zu veröffentlichen. Renee Fox, Sozialwissenschaftlerin an der Universität von Pennsylvania, merkt hierzu an, Abiomed habe zwar über negative Vorfälle meistens rechtzeitig berichtet. "Firma und Ärzte neigten aber dazu, solche Vorfälle nicht dem Gerät anzulasten." Jedes Mal sei versucht worden, erst einmal die Grunderkrankung des Patienten verantwortlich zu machen statt irgendeinen schädlichen Einfluss, der möglicherweise von dem Gerät ausging.

Den Journalisten schließlich werfen Ethiker vor, sie hätten überoptimistisch über AbioCor berichtet. So hatte eine hoffnungsvolle Titelgeschichte im Magazin "Newsweek" den ersten Empfänger Robert L. Tools dazu gebracht, sich als Freiwilliger zu melden. Die Presse solle neue medizinische Verfahren nicht wie eine neue Heilslehre verkünden, fordert Ronald Munson, Professor für Wissenschafts- und Medizinphilosophie an der Universität von Missouri in St. Louis.


Herz-Unterstützungssysteme bieten eine Alternative zum Totalersatz


Eigentlich sollten sie nur die Wartezeit bis zu einer Transplantation eines Spenderherzens überbrücken helfen: Herz-Unterstützungssysteme für die linke Herzkammer, englisch left ventricular assist devices, kurz LVAD. Sie bestehen aus einer Pumpe, die in Brustkorb oder Bauch implantiert und an die linke Herzkammer angeschlossen wird. Das ist jene Kammer, die sauerstoffreiches Blut aus der Lunge in den Körper pumpt.

Im November 2001 berichteten Forscher über Erfolge bei Patienten mit einer Herzinsuffizienz im Endstadium. 68 Patienten der Studie hatten das HeartMate, das derzeit gebräuchlichste LVAD, erhalten; 61 andere bekamen die konventionelle Therapie, einschließlich hochwirksamer Herzmedikamente. Nach einem Jahr lebte noch mehr als die Hälfte der Patienten mit einem LVAD, in der Kontrollgruppe hingegen nur noch ein Viertel. Zwei Jahre später lagen die Zahlen jeweils bei 23 und 8 Prozent. Die Obergrenze liegt beim HeartMate derzeit bei mehr als drei Jahren; der längste Überlebende aus der konventionell behandelten Gruppe starb hingegen nach 798 Tagen. "Das setzt einen neuen Maßstab bei der Behandlung dieser Erkrankung", freut sich Eric Rose, Chefchirurg am Columbia Presbyterian Medical Center in New York und leitender Wissenschaftler der Studie.

HeartMate, produziert von der Firma Thoratec im kalifornischen Pleasanton, ist dabei alles andere als perfekt. Viele Patienten bekamen schwere Infektionen, denn das Gerät ist über einen Schlauch durch die Haut hindurch an einen externen Akku angeschlossen. Einige Patienten starben sogar an technischen Fehlfunktionen, etwa an einem Motorschaden. Allerdings hat die Firma die derzeitige Version bereits verbessert und arbeitet an einer zweiten und dritten Gerätegeneration, die es auf Standzeiten von etwa acht beziehungsweise fünfzehn Jahren bringen soll.

Ein weiteres LVAD ist das LionHeart, hergestellt von der Firma Arrow International in Reading (Pennsylvania). Das vollimplantierbare "Löwenherz", bei dem keine Kabel und Schläuche mehr durch die Haut durchdringen, wird ebenfalls bereits klinisch erprobt. Wie beim AbioCor läuft die Stromversorgung über Induktionsspulen durch die Haut. Ein weiteres System, das MicroMed DeBakey VAD, ist zwar auch komplett implantierbar, doch befördert es das Blut nicht stoßweise, sondern kontinuierlich in die Adern. Seine Befürworter preisen seine Effizienz und Zuverlässigkeit. Kritiker halten aber ein Pulsieren für unverzichtbar, um die Blutgefäße frei zu halten. Herzpionier Michael E. DeBakey, der 1964 erstmals erfolgreich einen koronaren Bypass legte, hat das Gerät zusammen mit einem seiner Patienten entwickelt: dem Nasa-Ingenieur David Saucier, der ein Spenderherz bekam. Das System wurde weltweit erstmals von Roland Hetzer am Deutschen Herzzentrum in Berlin implantiert, der im Juni auch weltweit erstmals das neuartige Berlin Heart INCOR I zwei Patienten einsetzte

Robert K. Jarvik, Erfinder des alten Kunstherzens Jarvik-7 und heute Geschäftsführer der New Yorker Firma Jarvik Heart, hat das bislang winzigste Unterstützungssystem eingeführt. Jarvik 2000 ist so klein, dass es als Einziges in die linke Herzkammer eingesetzt werden kann. Wie das DeBakey VAD befördert es das Blut kontinuierlich. Das Gerät wird derzeit als Überbrückungshilfe bis zum Eintreffen eines Spenderherzens erprobt. In einigen Patienten soll es aber auch langfristig verbleiben. Jarvik glaubt, dass sein Gerät in manchen Fällen einem nicht extrem geschädigten Herzen helfen kann, sich wieder zu regenerieren – vielleicht in Kombination mit einer Stammzelltherapie.


Stammzellen könnten sich einmal als die beste Medizin für geschädigte Herzen erweisen


Gelegentlich stellen unerwartete wissenschaftliche Befunde vertraute Erklärungsmuster auf den Kopf. Nach bisheriger Lehrbuchmeinung konnte das menschliche Herz sich nach einem Infarkt oder einer anderen Verletzung nicht regenerieren. Dies widerlegen zwei Studien, die unlängst in einer der wichtigsten medizinischen Fachzeitschriften, dem "New England Journal of Medicine", veröffentlicht wurden. Demnach scheint es möglich, dass Herzmuskelzellen selbst im ausgewachsenen Organ noch neu entstehen. Sie gehen dabei offenbar aus undifferenzierten Stammzellen hervor, die auch im erwachsenen Körper vorkommen. Womöglich ebnet das den Weg für künftige Therapien, die eine natürliche Heilung fördern.

Die revolutionären Erkenntnisse stammen von zwei Forschungsteams, das eine am New York Medical College (NYMC), das andere an der Universität Udine in Italien. Die erste Gruppe fand chemische Marker für ein neues Wachstum von Muskelzellen im Herzgewebe von Patienten, die vier bis zwölf Tage nach einem Infarkt verstorben waren. Die zweite Gruppe untersuchte verstorbene männliche Patienten, die ein weibliches Spenderherz erhalten hatten. Zur Verblüffung fanden sich in den Herzen auch Stammzellen mit dem nur bei Männern vorkommenden Y-Chromosom. Die Zellen könnten aus dem Knochenmark der Empfänger eingewandert sein, aber auch aus Resten ihres eigenen Herzens, an die das Spenderherz angeschlossen wurde.

"Dies ist zumindest ein Hinweis, dass Stammzellen im Herzen existieren könnten", meint Piero Anversa, Direktor des Instituts für Herzkreislaufforschung am NYMC. Es ginge jetzt darum, alle Belege dafür zu sammeln, dass man es wirklich mit einem ursprünglichen Zelltyp im Herzen zu tun habe. "Dann müssen wir erst einmal schauen, ob wir diese Zellen in geschädigten Herzbereichen für eine Reparatur mobilisieren können."

Weitere Forscher versuchen es mit Stammzellen, die sie an anderer Stelle im Körper gewinnen. Philippe Menasché, Professor für Kardiovaskuläre Chirurgie am Bichat-Claude Bernard Hospital in Paris, hat einigen Patienten während einer Bypass-Operation Vorläufer von Muskelzellen aus ihren Beinen ins geschädigte Herzmuskelareal gespritzt. Erste Ergebnisse waren ermutigend: Die Herzmuskelwände wurden auf Grund von neuem funktionellem Gewebe dicker. Menasché dämpft dennoch die Erwartungen: "Solche Zellen könnten bestenfalls andere Behandlungen unterstützen." Es erscheine unrealistisch, dass man damit ein vom Infarkt zerstörtes Herz komplett regenerieren könne.

Einige Biotechnikfirmen nähren hingegen derartige Hoffnungen. Eines dieser Unternehmen ist Advanced Cell Technology in Worcester (Massachusetts), das letztes Jahr durch seine Versuche zum Klonen von Menschen Bekanntheit erlangte (siehe auch "die ersten geklonten menschlichen Embryonen", Spektrum der Wissenschaft 01/2002, S. 12). Es hat aus embryonalen Stammzellen schlagende Herzmuskelzellen gezüchtet. Jetzt versucht die Firma, daraus transplantierbare Gewebestückchen herzustellen, mit denen sich größere geschädigte Herzareale reparieren ließen. "Am Ende wollen wir ein komplettes Herz in der Kulturschale erzeugen", erklärt Robert Lanza, Vizepräsident für medizinische und wissenschaftliche Entwicklung. Dafür nötig sind nicht nur Herzmuskelgewebe und Blutgefäße, sondern auch ein biologisch abbaubares Grundgerüst, mit dem sich das Ganze in Herzform züchten ließe. Wie weit ist es noch bis zu einem biokünstlichen Herzen? Lanza: "In zehn Jahren könnten wir ein funktionierendes Organ haben, in 15 Jahren vielleicht mit klinischen Versuchen starten."


In Kürze

Die Idee, ein versagendes menschliches Herz durch ein dauerhaft implantiertes mechanisches Kunstherz zu ersetzen, wurde nach heftig umstrittenen Versuchen in den 1980er Jahren weitgehend aufgegeben. Doch im Juli 2001 begannen solche klinischen Versuche erneut – mit AbioCor, einem Kunstherzen, bei dem alle wesentlichen Komponenten in den Körper des Patienten implantiert werden. – Erste Ergebnisse hinterlassen einen gemischten Eindruck. Von sieben schwerstkranken Patienten, die AbioCor erhielten, hat bislang einer überlebt – aber das schon ein Jahr. Infektionen traten keine auf, aber drei Patienten erlitten einen Schlaganfall. – Sollten sich die Überlebensraten verbessern, könnte das Gerät einmal eine Alternative für Menschen sein, die vergeblich auf ein Spenderherz warten. Dabei wird AbioCor allerdings mit weniger radikalen Behandlungsmethoden konkurrieren müssen: den Herz-Unterstützungssystemen sowie vielleicht auch einmal mit einer Stammzelltherapie.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 10 / 2002, Seite 44
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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