YCOR & HeartGate - Minimal-invasive Kunstherzimplantation
Für viele Patient*innen mit Herzschwäche, weltweit mehr als 6 Millionen Betroffene, ist ein Herzunterstützungssystem (engl. Left Ventricular Assist Device, LVAD) die letzte Hoffnung. Als mechanische Pumpe entlastet es das erkrankte Herz und hält den Blutkreislauf aufrecht. Die chirurgische LVAD-Implantation stellt bislang einen großen, risikoreichen Eingriff dar, der routinemäßig eine Eröffnung des Brustbeins und den Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine erfordert.
Unser Ziel ist es, den Eingriff mithilfe innovativer Lösungen minimal-invasiver, sicherer und schneller zu machen. Dafür arbeiten wir in unserer Arbeitsgruppe an der Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie, unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Wolfgang Bothe (Herzchirurg), in einem interdisziplinären Team aus Medizinern und Ingenieuren.
Unser erstes Projekt, das namensgebend für unsere Arbeitsgruppe ist, heißt YCOR. Darin entwickeln wir seit 2021 einen patentierten Adapter für LVADs, um das Blut von der LVAD-Pumpe durch den linken Ventrikel in die Aorta umzuleiten. Dies ermöglicht die LVAD-Implantation über einen einzigen chirurgischen Zugang. Die mehrjährige Entwicklung wurde durch eine Validierungsförderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ermöglicht. Weitere Infos finden sich auf der Homepage des VIP+ Programms.
Unser zweites Projekt ist HeartGate, das aus YCOR heraus entstanden ist. Darin entwickeln wir ein neuartiges Implantationsset für die LVAD-Implantation am schlagenden Herzen ohne Herz-Lungen-Maschine. Dadurch wird die Implantation sicherer und schneller. HeartGate kann für verschiedene LVAD-Pumpen mit und ohne Adapter (YCOR) verwendet werden.
Beide Projekte befinden sich in der präklinischen Entwicklung, die in mehreren Schritten abläuft:
- Konstruktion und Fertigung der Prototypen mittels Computer Aided Design und Rapid Prototyping (z.B. 3D-Druck-Verfahren in-house oder extern)
- Computersimulationen zum Vergleich der Prototypen hinsichtlich Funktionalität (bei YCOR z.B. Druckverlust und Flussrate der LVAD-Pumpe)
- In vitro Testung mittels Mock Circulatory Loops, künstlichen Kreisläufen im Labor, hinsichtlich Funktionalität (bei HeartGate z.B. Systemdichtigkeit bei verschiedenen Ventrikeldrücken)
- Wetlabs zur Weiterentwicklung der Implantationstechnik (z.B. an explantierten Schweineherzen)
- In vivo Testung in akuten und chronischen Modellen
Publikationen
- F. Meissner, J. Dinkelaker, A. Maier, J.-S. Pooth, M.C. Costa Galbas, M. Schön, D. Boll, G. Trummer, C. Benk, J. Haberstroh, H.R. Cristina Schmitz, K. Förster, N. Hoppe, M. Büchsel, S. Reiss, M. Czerny, W. Bothe, S. Brixius. Hematologic and biochemical reference values for anesthetized juvenile German crossbred farm pigs. Sci Rep 2024.
- F. Meissner, M.C. Galbas, H. Straky, H. Vestner, M. Schön, M. Schimmel, M. Reuter, J. Büchsel, J. Dinkelaker, H.C. Schmitz, M. Czerny, W. Bothe. In Vivo Testing of a Second-Generation Prototype Accessory for Single Transapical Left Ventricular Assist Device Implantation. Bioengineering 2024.
- F. Meissner, S. Szvetics, M.C. Galbas, M. Russe, D. Schibilsky, K. Kaier, M. Czerny, W. Bothe. Longitudinal cardiac dimensions in patients undergoing LVAD implantation. Artif Organs 2024.
- F. Meissner, M.C. Galbas, S. Szvetics, C. von zur Mühlen, T. Heidt, A. Maier, M. Bock, M. Czerny, W. Bothe, S. Reiss. Cardioaortic dimensions in German landrace pigs derived from cardiac magnetic resonance imaging. Sci Rep 2024
- M.C. Galbas, H.C. Straky, F. Meissner, J. Reuter, M. Schimmel, S. Grundmann, M. Czerny, W. Bothe. Cardiac dimensions and hemodynamics in healthy juvenile Landrace swine. Cardiovasc Ultrasound 2024.
- M.C. Galbas, F. Meissner, A. Asmussen, H.C. Straky, M. Schimmel, J. Reuter, S. Grundmann, M. Czerny, W. Bothe. A systematic methodology for epicardial and epiaortic echocardiography in swine research models. Health Sci Rep 2024.
- F. Meissner, M. Costa Galbas, J. Dinkelaker, H. C. Schmitz, H. Straky, J. Reuter, M. Czerny, W. Bothe. Inta-aortic band impairs transapical device implantation in a pig: a case report. BMC Vet Res 2023.
- F. Meissner, D. Eichelkraut, M. Schimmel, S. Maier, H. Vestner, M. Schön, M. Czerny, W. Bothe. Impact of an Accessory for Left Ventricular Assist Devices on Device Flow and Pressure Head In Vitro. Bioengineering 2023.
- D. Schibilsky, J. Scheumann, P.J. Köster, H. Demir, M. Rausch, P.C. Puiu, C. Benk, S. Maier, S. Neudorf, P. Diel, S. Grundmann, K. Kaier, F. Beyersdorf, W. Bothe. Development of a Novel Adapter to Enable Less-Invasive Left Ventricular Assist Device Implantation via the Left Ventricular Apex. ASAIO J 2022.
Vorträge
- S. Krüger, F. Meissner, M. Schön, H. Vestner, M. Schimmel, S. Maier, M. Czerny, W. Bothe. Einfluss verschiedener Inflow- und Outflow-Dimensionen auf die Leistung von linksventrikulären Unterstützungssystemen in vitro. DGfK 2024, Münster.
- F. Meissner, D. Ozturk, O. Mutlu, M. Schön, M. Czerny, W. Bothe. Transvalvular Left Ventricular Assist Devices: In silico Analysis of Structural and Wall Shear Stress on the Aortic Valve. EACTS 2024, Lissabon.
- F. Meissner, L. Müller, M. Schön, H. Vestner, M. Czerny, W. Bothe. Comparison of Left Ventricular Assist Device Flow Estimation and Ultrasonic Flow Measurement in vitro. EACTS 2024, Lissabon.
- M. Schön, F. Meissner, M. Danzer, M. Czerny, W. Bothe. Mechanical Behavior of the Left Ventricular Apex During Balloon Dilatation in Juvenile Pigs. DGTHG 2024, Hamburg.
- F. Meissner, L. Müller, M. Schimmel, M. Schön, S. Maier, M. Czerny, W. Bothe. Comparison of LVAD Flow Estimation and Ultrasonic Flow Measurement in Pigs. DGTHG 2024, Hamburg
- F. Meissner, J. Reuter, M. Büchsel, H.C. Straky, M.C. Galbas, M. Czerny, W. Bothe. Intraoperative Hemolysis During Left Ventricular Assist Device Implantation in Pigs. DGTHG 2024, Hamburg
- L. Mueller, F. Meissner, M. Schimmel, S. Maier, M. Czerny, W. Bothe. In vitro Vergleich von LVAD-Flussberechnung und Flussmessung mittels Ultraschall in einem Mock Circulatory Loop. DGfK 2023, Münster.
- M.C. Galbas, F. Meissner, H. Straky, J. Reuter, M. Schimmel, M. Czerny, W. Bothe. Echocardiographic Assessment of a Left Ventricular Assist Device Accessory in a Porcine Model. EACTS 2023, Wien.
- A.O. Osypka, F. Meissner, D. Ozturk, R. Windisch, H. Vestner, M. Czerny, W. Bothe. In silico Analysis of Pressure Distribution and Flow Profiles Across a Novel LVAD Accessory. EACTS 2023, Wien.
- F. Meissner, S. Szvetics, M.C. Galbas, M. Russe, D. Schibilsky, K. Kaier, M. Czerny, W. Bothe. Longitudinal Cardiac Dimensions in Patients Undergoing Left Ventricular Assist Device Implantation. ASAIO 2023, San Francisco, USA.
- F. Meissner, M. Schimmel, P. Koester, M Czerny, W. Bothe. Transapical Left Ventricular Assist Device Implantation Using a Novel Accessory in Swine. ASAIO 2023, San Francisco, USA.
Poster
- M. Schoen, L. Holle, F. Meissner, M. Czerny, W. Bothe. Attachment of MCS devices to the left ventricular apex: Effect of different coring and inflow diameters on fluid-tightness in vitro. EACTS MCS Summit 2024, Prag
- M. Schoen, F. Meissner, M. Danzer, M. Czerny, W. Bothe. Mechanical Behavior of the Porcine Left Ventricular Apex during Balloon Dilatation in vitro. EACTS MCS Summit 2024, Prag
- F. Meissner, M. Schoen, H. Vestner, M. Schimmel, M.C. Galbas, H. Straky, M. Czerny, W. Bothe. Implantation Of A Novel Stent Graft Accessory For Left Ventricular Assist Devices In A Pig. ISHLT 2024, Prag.
- F. Meissner, D. Eichelkraut, M. Schimmel, M. Buechsel, M. Schoen, H. Vestner, M.C. Galbas, M. Czerny, W. Bothe. Impact Of A Novel Accessory For Left Ventricular Assist Devices On Hemolysis And Degradation Of Von Willebrand Factor in vitro. ISHLT 2024, Prag.
- J. Reuter, F. Meissner, M. Buechsel, H. Straky, M.C. Galbas, M. Czerny, W. Bothe. Hemostatic Disorder During Left Ventricular Assist Device Implantation in Swine. AHA 2023, Philadelphia, USA.
- A. Osypka, F. Meissner, D. Ozturk, H. Vestner, M.C. Galbas, M. Czerny, W. Bothe. In silico Comparison of Pressure Head Loss For Outflow Variations of a Novel LVAD Accessory Compared to Generic LVAD Pump Outflow. AHA 2023, Philadelphia, USA.
- Eichelkraut, F. Meissner, M. Wetzel, M. Schimmel, M. Czerny, W. Bothe. Impact of a Novel Left Ventricular Assist Device Accessory with Transvalvular Aortic Outflow on the Device Flow Rate in vitro. ISHLT 2023, Denver, USA.
- J. Scheumann, P.K. Köster, M. Rausch, C. Benk, S. Maier, S. Neudorf, P. Diel, S. Grundmann, D. Schibilsky, F. Beyersdorf, W. Bothe. A Novel Adapter Allows Short-Term LVAD Support through the Left-Ventricular Apex without Cardiopulmonary Bypass in Healthy and Failing Pig Hearts. ISHLT 2020 (canceled).
Die Publikationen von OA Prof. Dr. Bothe finden Sie hier.
Projektleitung:
OA Prof. Dr. Wolfgang Bothe
Telefon +49 (0)761-270-61380
