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MEDIZIN Sanfter Fluß

Eine Turbopumpe, dünn wie ein Bleistift, entlastet den schwerkranken Herzmuskel. Die US-Neuheit könnte den großen Kunstherzen aus Plastik und Metall den Rang ablaufen. *
aus DER SPIEGEL 20/1988

Mit dem Patienten, einem 62jährigen Mann aus Colorado, ging es sichtlich zu Ende. Seine Lippen wurden blau, das Atmen fiel ihm schwer. Mit letzter Kraft drückte er die Hand seines Arztes, des Herzchirurgen O. Howard Frazier. Der hatte ihm im März dieses Jahres ein junges Spenderherz in die Brust gepflanzt - eine vergebliche Mühe: Empfängerorganismus und Spenderorgan harmonierten nicht. Das neue, lebensfrische Herz starb ab.

Das ist eine Sache weniger Stunden. Die Abstoßungsreaktion ruiniert selbst kräftige, gesunde Muskelfasern. Sie verlieren Struktur und Kontraktionsfähigkeit, weiße Blutzellen (Leukozyten) drängen sich millionenfach zwischen die roten Muskelzellen. Zwar läßt sich die gefürchtete Reaktion durch Medikamente unterdrücken. Die Arzneimittel wirken jedoch mit Zeitverzögerung, deshalb verlieren Arzt und Patient den Wettlauf allzuoft: Jeder dritte Herzempfänger stirbt nach gelungener Operation an der Abstoßungsreaktion.

Dieses Schicksal blieb dem Mann aus Colorado erspart. Als erstem Patienten in der Welt implantierte Herzchirurg Frazier, Direktor am Texas Heart Institute in Houston, dem Todgeweihten eine neuentwickelte Turbopumpe direkt in die linke Herzkammer. Das Aggregat ist dünn wie ein Bleistift, die Pumpenschnecke rotiert mit 25 000 Umdrehungen pro Minute. Ohne Pause drückt die Mini-Maschine das sauerstoffreiche Blut aus der linken Herzkammer in die Hauptschlagader, vier Liter pro Minute - das Herz fördert in gesunden Tagen in Ruhe nur einen Liter mehr.

»In Tierversuchen hat sich unsere Pumpe längst bewährt«, erläutert Richard K. Wampler, der Konstrukteur des hochtourigen Wunderwerks. Auch der erste Einsatz beim Menschen verlief überraschend komplikationslos. Herzchirurg Frazier öffnete mit einem Skalpell die große Beinarterie in der Leistenbeuge. Dann schob er, Zentimeter für Zentimeter, bei gleichzeitiger Röntgenkontrolle, den Apparat durch Bauch- und Brustaorta Richtung Herz.

Über die dreiteilige Herzklappe, welche die linke Herzkammer von der Hauptschlagader abschottet, dringt nur der vordere Teil des Hilfsgerätes hinaus, ein elastischer Tubus, gleichsam der Ansaugstutzen der Pumpanlage. Die eigentliche Pumpe mit den rotierenden Schaufeln bleibt im Aortenbogen, der ersten großen Krümmung der Hauptschlagader. Dort ist das Gefäß besonders weit und bietet deshalb Platz für zusätzliche Installationen. Der Antrieb der Turbopumpe, die nach dem Prinzip der Archimedischen Schraube arbeitet, erfolgt durch einen Elektromotor außerhalb des Körpers (siehe Graphik).

»Die Installation der Pumpe dauerte nur 20 Minuten oder noch weniger«, berichtete Frazier, »sie ist schmal, sicher und effektiv.« Unmittelbar nach dem Eingriff bekam der Kranke wieder Luft, die blauen Lippen wurden rot. Dabei ging es dem Herzmuskel des Patienten unverändert schlecht. Fast zwei Tage lang dauerte, trotz hochdosierter Arzneimittel, die Abstoßungskrise an. In dieser Zeit konnte der geschwächte Muskel nur einen Bruchteil der zum Überleben erforderlichen Herzarbeit leisten. Besondere _(Mit einem Kunstherz-Modell. )

Anstrengungen werden von der Muskulatur der linken Herzkammer erwartet - sie sorgt für den Blutumlauf im großen Körperkreislauf und die Aufrechterhaltung des Blutdrucks.

Wegen der Muskelschwäche war der Blutdruck bei dem Patienten auf lebensgefährlich niedrige Werte abgesackt. Unmittelbar nach Einbringen der Pumpe stieg er auf 100 Millimeter Quecksilbersäule, ein Wert, mit dem sich leben läßt. Die übliche Blutdruckschwankung, etwa 120 zu 80 Millimeter - hervorgerufen durch die rhythmische Kontraktion des Muskels -, blieb erwartungsgemäß aus: Die kleine Turbopumpe arbeitet kontinuierlich, nicht rhythmisch wie das Naturprodukt. Ob der gleichmäßig sanft fließende Blutstrom vom menschlichen Organismus toleriert wird - und wenn ja, für wie lange -, wagen Frazier und Wampler nicht vorherzusagen.

Vorerst sind sie froh, daß eine andere gefürchtete Komplikation ausblieb: die Zerstörung der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) durch die maschinelle Herzhilfe. Jeder Kubikmillimeter Blut enthält rund fünf Millionen Erythrozyten, deren Hauptaufgabe der Transport von eingeatmetem Sauerstoff und abzuatmendem Kohlendioxid ist.

Weil die roten Blutkörperchen gegenüber mechanischen Belastungen empfindlich sind und rasch zerfallen, scheiterten bisher zahlreiche Versuche, einen schwerkranken Herzmuskel vorübergehend oder dauerhaft durch Kunstherzen zu ersetzen: Entweder klumpte das rote Blut und bildete Blutpfropfe (Thromben), oder es löste sich auf (Hämolyse). Beides ist mit Leben und Gesundheit auf Dauer nicht zu vereinbaren.

Die seit mehr als drei Jahrzehnten laufenden Bemühungen, ein funktionierendes Kunstherz zu konstruieren, haben auch aus diesen Gründen bisher keinen durchschlagenden Erfolg gebracht. Die Riesenmaschinen des Amerikaners Robert Jarvik - allein das Antriebsaggregat ist groß wie ein Schrank und wiegt mehrere Zentner - und die deutsche Konstruktion des Berliner Herzchirurgen Emil Bücherl (SPIEGEL-Titel 12/1986) konnten zwar wiederholt eingesetzt werden, um die Zeitspanne zwischen dem Versagen des eigenen Organs und der Einpflanzung eines Spenderherzens zu überbrücken. Sie erwiesen sich jedoch zumeist als übergroße Zumutung für den Schwerkranken: Das mechanische Hilfsherz verwandelte sein reduziertes Leben vollends in ein Martyrium.

Norman E. Shumway, der erfolgreichste Herztransplanteur der Welt, Chefchirurg der Stanford University in Kalifornien, klassifiziert die implantierbaren Maschinen als »gutes Herz, aber schlechte Medizin«.

Von den meisten bisher eingesetzten kleineren mechanischen Herzhilfen sind

die Ärzte ebenso enttäuscht worden. Weitgehend gescheitert sind die Bemühungen, die natürliche Saug-Druck-Pumpe Herz - ein System aus vier Hohlräumen und vier Klappen - bei Störungen mechanisch vorübergehend zu entlasten, etwa durch rhythmisch pulsierende Ballons, die in die Aorta vorgeschoben werden.

Mechanische Teilherzen aus Plastik, Elektromotoren und hydraulische Pressen, wie sie mehrfach konstruiert und am Menschen erprobt wurden, haben den Nachteil, daß sie nur durch eine große Operation in die Brusthöhle gebracht werden können - ausgerechnet in einer Situation, in der es dem Patienten meist ohnehin schon extrem schlecht geht.

Die Installation der amerikanischen Turbopumpe, hergestellt von der »Nimbus Medical Inc.« in Rancho Cordova/ Kalifornien, belastet den Patienten, wie Frazier erläutert, nicht nennenswert. Nach den Vorstellungen des Neuerers soll sie vor allem dann eingesetzt werden, wenn der Herzmuskel vorübergehend Zeichen lebensbedrohlicher Schwäche zeigt: *___bei akuten Abstoßungskrisen nach einer erfolgreich ____vorgenommenen Herztransplantation; *___falls bei der Katheteruntersuchung verengter ____Herzkranzgefäße überraschend Komplikationen auftreten; *___wenn der Herzmuskel sich nach einem chirurgischen ____Eingriff (zum Beispiel einer Bypass-Operation) nicht ____ausreichend kräftig kontrahiert oder *___wenn nach einem Herzinfarkt die zumeist betroffene ____linke Kammer in ihrer Pumpleistung lebensbedrohlich ____nachläßt.

Erfahrungsgemäß erholt sich ein entlasteter Herzmuskel nach Stunden oder Tagen und erreicht danach häufig seine ursprüngliche Leistungskraft. »Unser Patient wäre ohne die mechanische Hilfe gestorben, mit 100prozentiger Sicherheit«, urteilt Howard Frazier.

Nach zwei Tagen konnte dem Amerikaner die Turbohilfe wieder entfernt werden. Sie soll, wenn alles klappt, »in einigen Jahren« (Wampler) allgemein zur Verfügung stehen und dann rund 3000 Dollar kosten. Der erste gerettete Patient läuft mittlerweile aus eigener Kraft wieder herum. Herzchirurg Frazier: »Es ist schon erstaunlich, was so ein kleines Gerät zuwege bringt.«

[Grafiktext]

PUMPE FÜR EIN SCHWACHES HERZ Turbopumpe zur Entlastung des Herzmuskels (schematische Darstellung) Kunststoffummantelung Blutpumpe Aorta Ansaug-Tubus Linke Herzkammer Rechte Herzkammer Pumpenschnecke Kunststoffummantelung Elektroantrieb Blutpumpe Antriebswelle Aorta Ansaug-Tubus Herz Unter Röntgenkontrolle wird die mechanische Blutpumpe von der Leistenbeuge her durch Bauch- und Brustaorta bis zum Herzen vorgeschoben. Über einen etwa 15 Zentimeter langen biegsamen Ansaug-Tubus, der in der linken Herzkammer plaziert wird, saugt die mit 25 000 Umdrehungen pro Minute rotierende Pumpe kontinuierlich sauerstoffreiches Blut aus dem Herzen an und drückt es in die Aorta. Der Antrieb der Turbopumpe erfolgt über einen Eletromotor außerhalb des Körpers, der über eine biegsame Welle mit der Pumpenschnecke verbunden ist.

[GrafiktextEnde]

Mit einem Kunstherz-Modell.

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