Ein krankes Herz einfach gegen ein Kunstherz austauschen? Dann wären keine Organspenden mehr nötig. Zurzeit dienen Kunstherzen aber noch dazu, die Zeit bis zur Transplantation zu überbrücken.
Wenn das eigene Herz nicht mehr funktioniert, muss ein Spenderorgan her. Aber gespendete Herzen sind bekanntlich äußerst knapp, und es gibt lange Wartezeiten. Die können durch das Einsatz eines Kunstherzens überbrückt werden. Es übernimmt die Funktionen des kranken Herzens. Vor der Implantation müssen die Ärzte das erkrankte Herz vollständig entfernen, es funktioniert nicht mehr und ist quasi überflüssig.
An dessen Stelle tritt dann das Kunstherz. Ein Druckluftkompressor treibt es an. Den muss der Patient ständig mit sich führen. Über zwei Schläuche ist er mit den Pumpkammern des Kunstherzens verbunden. “Es schränkt das Leben erheblich ein”, so Evgenij Potapov vom Deutschen Herzzentrum in Berlin. “Diese Systeme sind ziemlich groß. Die Pumpe, die das Herz ständig in Bewegung hält, liegt außerhalb des Körpers und ist sehr laut.”
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Wie gut ist das Kunstherz aus dem 3D-Drucker?
Es muss nicht immer ein Kunstherz sein
Bei 99 Prozent aller Patienten mit schwachem oder geschädigtem Herzen kann das eigene Organ aber erhalten bleiben. Es bekommt dann Hilfe von einem sogenannten Herzunterstützungssystem. Dieses kommt zum Beispiel für Patienten infrage, deren Herz sich von einer schweren Erkrankung erholt und irgendwann wieder eigenständig funktionieren soll. Gelingt es, kann das Hilfsgerät wieder entfernt werden.
Aber es kommt auch zum Einsatz, um die Funktion eines kranken, aber noch schlagenden Herzens bis zu einer Transplantation zu unterstützen. Patienten, die unter schwerwiegenden Krankheiten leiden, wie etwa Tumorerkrankungen oder die zu alt für eine Transplantation sind, erhalten ebenfalls oft ein solches Unterstützungssystem.
Es gibt verschiedene Systeme, aber eines ist allen gemeinsam, so Potapov: “Sie retten Leben, über 1000 Mal im Jahr, allein in Deutschland. Ohne diese Systeme wären diese Patienten tot.”
Der Natur nachempfunden
Das menschliche Herz hat zwei Herzkammern: Die rechte pumpt das sauerstoffarme Blut aus dem Kreislauf in die Lunge. Die linke Kammer hingegen pumpt das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge heraus und in den Kreislauf hinein. So versorgt das Blut den Körper mit Sauerstoff.
Sowohl Kunstherzen als auch Unterstützungssysteme haben eins gemein: Sie müssen durch ein Gerät außerhalb des Körpers betrieben werden.
Dafür wird dann zum Beispiel ein elektrisches Antriebskabel aus der Haut geleitet und mit einer batteriegetriebenen Einheit verbunden. “Die Akkus halten sechs bis acht Stunden und müssen dann aufgeladen werden.” Die meisten Patienten transportieren diese Akkus in einem Rucksack oder in einer Tasche. “So kann sich der Patient etwa zwölf Stunden frei bewegen”, erklärt Potapov. Danach müssten die Akkus wieder aufgeladen werden.
Um ein solches System einzusetzen, öffnen Ärzte den Brustkorb – praktisch eine Operation am offenen Herzen. Das ist die Standardmethode. Die zweite Möglichkeit ist die minimal-invasive Methode. Dabei machen die Ärzte lediglich zwei kleine Schnitte, einen in der Achsel, den anderen unterhalb der linken Brust. Das eigentliche Herzunterstützungssystem, das implantiert wird, ist in etwa so groß wie eine Fahrradklingel, sagt Potapov.
Ein Kunstherz, das die Funktion der linken Herzkammer ersetzt.
Risiken und Komplikationen
Am gefährlichsten sind Infektionen. Potapov bezeichnet das Kabel, das aus dem Körper nach draußen führt, als ‘Highway to Hell’. “Die Bakterien krabbeln gerne entlang des Kabels und ins Innere des Körpers. Das ist selten, aber etwa jeder zehnte erleidet eine solche Infektion. Die kann unangenehm bis tödlich sein.”
Die Stelle, an der das Kabel in den Körper eintritt, ist eigentlich eine chronische Wunde. Sie bietet ideale Voraussetzungen für Bakterien. Im Prinzip könne der Körper zwar vieles ausgleichen und derartige Wunden auch abdichten, “dennoch kann es in seltenen Fällen zu Komplikationen kommen, etwa wenn sich die Infektionen über die Blutbahnen ausbreiten und dann eine Blutvergiftung auslösen,” sagt Potapov.
Etwa zehn Prozent der Patienten erleiden zudem einen Schlaganfall. Kunstherzpatienten müssen daher in der Regel gerinnungshemmende Medikamente einnehmen.
Und noch eine Gefahr droht: Wie bei allen technischen Geräten kann es auch beim Kunstherzen oder den Unterstützungssystemen zu Ausfällen kommen.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkWunderwerk der Natur
Das Herz ist ein Wunderwerk der Natur: Der faustförmige Hohlmuskel zieht sich etwa siebzigmal in der Minute zusammen und pumpt so am Tag bis zu 10.000 Liter durch den Körper. Und das ein Leben lang. Wenn nötig – beim Joggen etwa – transportiert das Herz sogar fünfmal so viel Blut durch den Körper.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkDoppelte Arbeit
Eigentlich besteht unser Herz aus zwei Pumpen. Denn es gibt nicht nur einen Blutkreislauf, sondern gleich zwei. Die rechte Herzkammer pumpt Blut in die Lunge, wo es sich mit Sauerstoff auftankt. Gleichzeitig befördert die linke Herzkammer die gleiche Menge Blut in den Körperkreislauf. Gar nicht so einfach. Denn im Körperkreislauf herrscht viel höherer Druck als im Lungenkreislauf.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkBumm, Bumm
Jede Herzhälfte besteht aus einem Vorhof und einer Herzkammer. Das Blut kann nur in eine Richtung fließen, da sich zwischen den Vorhöfen und den Kammern sowie zwischen den Kammern und den sich anschließenden Gefäßen Herzklappen (grün) befinden, die wie Rückschlagventile arbeiten.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkEchte Muskelarbeit
Das Herz ist nur ein Muskel – aber ein ganz besonderer. Er ähnelt denen an Arm und Bein, denn er kann sich genauso schnell und kraftvoll zusammenziehen. Aber er ist besonders ausdauernd und ermüdet nicht. Außerdem sind alle Herzmuskelzellen miteinander gekoppelt, damit immer der gesamte Herzmuskel gleichzeitig kontrahiert.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkNatürlicher Schrittmacher
Versuchen Sie mal, Ihr Herz durch Willenskraft am Schlagen zu hindern! Das klappt nicht, da das Herz nicht von Nerven gesteuert wird, sondern seinen eigenen Taktgeber hat: Spezielle Muskelzellen im Sinusknoten erzeugen regelmäßig einen kleinen Stromstroß, der sich blitzschnell über das ganze Herz ausbreitet und es kontrahieren lässt. Ist der Sinusknoten defekt, übernimmt der AV-Knoten.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkAus dem Takt
Kommt das Herz aus dem Rhythmus, beispielsweise beim Kammerflimmern, entspannt es nicht mehr, sondern bleibt ständig verkrampft. Dann kann das Organ kein Blut mehr pumpen. Ein Schockgeber, der Defibrillator, unterbricht die lebensbedrohliche ständige Erregung im Herzen, damit der natürliche Taktgeber wieder übernehmen kann. Auch ein Laie kann das Gerät bedienen.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkLebensretter
Schlägt das Herz eines Patienten zu langsam, hilft ein künstlicher Herzschrittmacher nach. Das Gerät erzeugt elektrische Impulse und leitet sie an den Herzmuskel weiter. Erstmals implantierten Ärzte einen Schrittmacher im Jahr 1958. Ein moderner Herzschrittmacher hat eine Funktionsdauer zwischen fünf und zwölf Jahren, durchschnittlich sind es acht Jahre.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkAm offenen Herzen
Um am Herzen operieren zu können, müssen die Ärzte es kurzzeitig stoppen und den Kreislauf stilllegen – eigentlich ein Todesurteil. Aber in den 50er Jahren lösten Wissenschaftler das Dilemma: Sie entwickelten die Herz-Lungen-Maschine. Das Gerät übernimmt für kurze Zeit die Funktion von Herz und Lunge, reichert das Blut mit Sauerstoff an und pumpt es durch den Körper.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkDurch die Leiste ins Herz
Die moderne Medizin ermöglicht es, das Herz zu untersuchen oder es zu operieren, ohne den Brustkorb des Patienten aufzuschneiden. Dazu führt der Arzt einen Herzkatheter – quasi einen dünnen Kunststoffschlauch – durch Leiste, Ellenbeuge oder Handgelenk ein und schiebt den Schlauch über Venen oder Arterien bis zum Herzen. Der Patient wird vorher nur örtlich betäubt.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkFaltbare Herzklappe
Ist eine der Herzklappen kaputt oder ausgeleiert, muss eine neue her. Ärzte greifen entweder zu biologischem Ersatz vom Schwein oder zu mechanischen Herzklappen aus Metall. Inzwischen gibt es auch künstliche Herzklappen, die zusammenfaltbar sind (siehe Foto) und sich daher minimal-invasiv über einen Katheter einsetzen lassen. Eine Operation am offenen Herzen ist dann nicht mehr nötig.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkVerstopfte Gefäße
Die Herzkranzgefäße versorgen den Herzmuskel mit Blut, sprich Nährstoffen und Sauerstoff. Verstopft eines dieser Gefäße, stirbt das nicht mehr durchblutete Gewebe ab – Herzinfarkt! Mit einem Bypass überbrückt der Herzchirurg die verengte Stelle (im Bild grün). Dafür nimmt er eine Vene des Patienten, die nicht mehr gebraucht wird, oder eine Gefäßprothese aus Kunststoff.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkLebensretter aus Metall
Ist ein Herzkranzgefäß verengt, kann der Arzt einen Katheter in das Blutgefäß einführen und die Engstelle mit einem Ballon aufdehnen. Damit sich das Gefäß hinterher nicht wieder zusammenzieht, hält man es mit einem Stent offen: Das sind feine Hülsen aus Metall, welche die Blutgefäßwand von innen stützen. Die Röhrchen können zusätzlich auch mit Medikamenten beschichtet sein.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkWenn das eigene Herz nicht mehr will
Die erste Herztransplantation führten Herzchirurgen im Jahr 1967 durch. Damals eine Sensation. Inzwischen ist die OP keine Seltenheit mehr: Pro Jahr transplantieren Ärzte weltweit einige Tausend Spenderherzen von verstorbenen Menschen. Die Empfänger müssen allerdings ein Leben lang Medikamente nehmen, die verhindern, dass der eigene Körper das fremde Organ abstößt.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkLeben auf Pump
Spenderherzen sind rar. Wenn das eigene Herz nicht mehr richtig funktioniert, etwa bei einer Insuffizienz, lässt es sich mit einem Kunstherz unterstützen. Das eigene, kranke Herz bleibt im Körper, unterstützt wird es von einer implantierten Pumpe. Antrieb und Energieversorgung der Pumpe liegen außerhalb des Körpers.
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Das Herz – ein schlagendes WunderwerkEin künstliches Herz
Traum der Forscher ist ein Kunstherz, welches das kranke Herz des Patienten vollständig ersetzt. Es soll ohne Verbindungsschläuche zur Außenwelt in den Körper eingesetzt werden können und wartungsfrei viele Jahre schlagen. Prototypen gibt es bereits.
Die Zukunft ist kabellos
Nach Ansicht von Potapov sind viele Verbesserungen notwendig. “Als Ärzte wollen wir die Entwicklung vorantreiben. Am Herzzentrum in Berlin – mit dem weltweit größten Kunstherzprogramm – haben wir eine Forschungsgruppe in enger Zusammenarbeit mit der ETH (Europäische Technische Hochschule) Zürich gegründet. Wir wollen die Technologien verbessern.
Die Forscher wollen etwa eine kabellose Energie- und Informationsübertragung erreichen. Potapov vergleicht das Prinzip mit einem Handy oder einer elektrischen Zahnbürste. “Sie stecken ihre elektrische Zahnbürste auf eine Ladestation. Die lädt die Zahnbürste auf.”
Genauso könne man mit einem Kunstherzen oder einem Unterstützungssystem verfahren. Dazu ist eine Spule unter der Haut nötig und eine zweite außerhalb des Körpers. Da wird dann ein Stromkreis induziert, aber eben kontaktlos und kabellos.” Der Patient könnte schwimmen gehen, duschen, baden, was er möchte, solange die interne Batterie hält.
Popatov ist zuversichtlich, dass neue Systeme vielleicht schon nächstes Jahr in die Kliniken eingeführt werden. “Die Firmen stehen kurz davor. Das wird ein großer Sprung nach vorne. Die Patienten werden wesentlich mehr Freiheit haben, weniger Infektionen bekommen und sich auch psychisch ganz anderes fühlen. Der Patient kann alles tun alles tun und dann irgendwann seine Weste anziehen, in der die Spule steckt und sich wieder aufladen.”
Das große Ziel ist es, Organspenden irgendwann überflüssig zu machen. “In fünf Jahren werden wir wesentlich besser sein. Und wir werden wahrscheinlich – was die Pumpen angeht – eine ernsthafte Konkurrenz zur Herztransplantation darstellen”, sagt Potapov. Bis dahin allerdings wird es weiterhin viele Menschen geben, die auf ein Spenderherz warten.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationEine medizinische Sensation
Der südafrikanische Chirurg Christiaan Barnard führte weltweit die erste Herztransplantation durch und schrieb damit Medizingeschichte. Patient war der damals 54-jährige Louis Washkansky. Bei der Operation im Groote Schuur Hospital in Kapstadt erhielt er das Herz einer jungen Frau, die bei einem Unfall ums Leben gekommen war. Er selbst starb 18 Tage nach dem Eingriff an einer Lungenentzündung.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationEin eingespieltes Team
Fünf Stunden dauerte die Transplantation. 31 Ärzte waren daran beteiligt, darunter auch Christiaan Barnards Bruder, Marius. Er erlangte allerdings bei weitem nicht eine so große Bekanntheit, genauso wenig wie die Spenderin, die 25-jährige Denise Ann Darvall. Für die Feststellung ihres Todes war die Diagnose Hirntod ausschlaggebend. Die Einwilligung zur Entnahme ihres Herzens gab ihr Vater.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationEine wahre Flut von Herztransplantationen
Am 2. Januar 1968, nahm Barnard zum zweiten Mal eine Herztransplantation vor. Philip Blaiberg lebte 18 Monate lang mit dem fremden Herzen. Es folgten weltweit etwa 100 Operationen. Die New York Times beschrieb es als “Epidemie von Herztransplantationen”. Aber es kam oft zu Abstoßungsreaktionen oder zu lebensgefährlichen Infektionen.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationNicht nur Ruhm und Ehre
Kritiker an Barnard und der ersten Herztransplantation waren schnell zur Stelle. Die Operationstechnik hatte sich Barnard bei Kollegen in den USA abgeschaut, wo er bei Hunderten von Eingriffen an Hunden assistiert hatte. Dass der damals 45-jährige einen solchen Eingriff an einem Menschen durchführte, hielten viele seiner Kollegen vor allem in den USA für fahrlässig und auch für eine Frechheit.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationVon jetzt auf gleich berühmt
Geboren wurde der bekannteste Chirurg der Welt am 8. November 1922 im südafrikanischen Beaufort West als Sohn eines protestantischen Missionars. Sein Weg führte ihn über seine Stellung als Assistenzarzt, praktischer Arzt und Internist in einem Infektionskrankenhaus hin zur Chirurgie. Mit der ersten Herzverpflanzung trat er ins Licht der Öffentlichkeit und wurde auf der ganzen Welt bekannt.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationZwischen Papst, Mandela und der Gräfin von Monaco
Barnard trat im Fernsehen auf, nahm an Gesprächsrunden teil, war gern gesehener Gast bei Empfängen und Festen und auf Du und Du mit den wichtigen Persönlichkeiten dieser Zeit. Gräfin Gracia Patricia von Monaco gehörte dazu wie hier beim Tanzen. Ein Besuch bei Papst Paul VI. durfte da nicht fehlen. Die Mächtigen der Welt schmückten sich mit seiner Anwesenheit.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationGuiness-Buch der Rekorde
An zweiter Stelle hinter Nelson Mandela wurde Barnard auf Platz Zwei der berühmtesten Menschen der Welt gewählt. Damit aber nicht genug. Er landete auch im Guiness-Buch der Rekorde. Es war seine Wirkung auf Frauen, die ihm den Eintritt in dieses Werk verschaffte. Mehr als 200 Fan-Briefe pro Tag reichten dafür aus. Auch Gina Lollobrigida gehörte zu seinen Verehrerinnen.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationChirurg mit Charme
Eine jugendliche Ausstrahlung wurde Barnard immer wieder gerne bescheinigt. Dreimal war der Charmeur par excellence verheiratet: 1948 gab er Aletta Gertruida Louw das Jawort. Scheidung: 1970. Im selben Jahr heiratete der damals 48-jährige die 18-jährige Barbara Maria Zoellner. Scheidung: 1982. Karin Setzkorn wurde 1988 Ehefrau Nummer Drei. Insgesamt hatte Bernard sechs Kinder.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationDas “Aus” als Chirurg
Im Alter von 61 Jahren erkrankte Barnard an Arthritis. Sie betraf vor allem seine Hände, so dass der berühmteste Herzchirurg der Welt nicht mehr operieren konnte. Seitdem beschäftigte er sich unter anderem mit der Erforschung von Alterungsprozessen und verfasste Bücher wie “Mit Arthritis leben” – Ein Handbuch für alle Arthritis-Kranken.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationTod am Pool
Christiaan Barnard, Pionier der Herztransplantation, starb am 2. September 2001, im Alter von 78 Jahren, auf Zypern. Als Todesursache wurde zunächst ein Herzinfarkt vermutet. Dann aber hieß es, es sei ein Asthmaanfall gewesen. Schließlich hatte der weltberühmte Herzchirurg die Regeln beachtet: Sport, täglich ein bis zwei Gläser Rotwein, Olivenöl und Sex. Bestattet wurde er in Beaufort West.
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“Wir haben es geschafft” – Die weltweit erste HerztransplantationAus einer Sensation wird Routine
Barnard hinterließ der Medizin ein wichtiges Erbe. Zwar dauerte es einige Jahre und gab viele Rückschläge, bis die Herztransplantation zu einem sicheren Behandlungsverfahren weiterentwickelt wurde. Heute jedoch ist sie fest etabliert. Im Jahr 2016 wurden in Deutschland 297 Herztransplantationen durchgeführt, 450 Patienten neu angemeldet. Nach wie vor aber mangelt es an Spenderorganen.