In der Studie findet ein Vergleich eines neuartigen Pumpprinzips mit dem auf dem Markt befindlichen Medos-VAD-System statt. Dieses neuartige Pumpprinzip zeichnet sich durch einen elektromagnetisch betriebenen Linearantrieb aus. Im Versuch zeigt sich, dass die Linearpumpe ein völlig anderes Regulationsverhalten als das Medos-VAD aufweist. Grundsätzlich ist die Linearpumpe aufgrund der linearen Anordnung und der fehlenden Trennung von Systole und Diastole in ihrer Funktionsweise einer rotierenden Pumpe ähnlich, gleichzeitig arbeitet die Pumpe in einem pulsatilen Modus. Die erreichten Leistungsdaten entsprechen oder übertreffen die des Medos Systems.

Textprobe: Kapitel 2.2.4, Historie: Die Geschichte der Blutpumpen begann mit einer von Eugen Allen entwickelten Rollenpumpe, welche ihre Funktion in der Durchführung von Bluttransfusionen fand. Diese wurde von Truax zur ersten Doppelrollenpumpe weiterentwickelt. Michael De Bakey modifizierte diese Doppelrollenpumpe. In den ersten experimentellen Perfusionssystemen wurden verschiedene Pumpsysteme wie Membran-, Schlauch-, Finger- und Rollenpumpen eingesetzt. Mitte des 19. Jahrhunderts nutzten Physiologen und Pharmakologen bei der künstlichen Durchströmung von isolierten Organen nur die Schwerkraft, indem das Perfusat an die Decke gehängt wurde. Später folgten Behälter unter Druck, zum Beispiel mit einer Quecksilbersäule. Dies war der Grund für die Verkürzung der Blutleitungen und so konnten auch unverdünnte Perfusionen durchgeführt werden. 1876 nutzten Bunge und Schmiedeberg den Druck der Wasserleitung als Quelle für den Druck zur Durchleitung des Blutes. ‘Das Wasser floss in einen gewöhnlichen Gasometer und comprimirte in demselben die Luft der Druck dieser comprimirten Luft wurde auf das Blut in dem Reservoir übertragen, indem der Luftraum in dem Gasometer mit dem über dem Blute in dem Reservoir befindlichen Luftraume communicirte. Durch den Hahn der Wasserleitung konnte der Druck bequem und genau regulirt werden.’ 1885 entwickelten Max Frey und Max Gruber den geschlossenen Kreislauf für aktive Pumpsysteme, damit das Blut durch ein Qxygenierungssystem zum Zielorgan transfundiert werden konnte. Dieses waren zuerst motorbetriebene Spritzenpumpen. 1890 wurde hierfür ein dickwandiger 10 cm langer, 5 cm dicker rhythmisch komprimierter Gummiballon verwendet, auch als Klysopump bezeichnet. 1928 wurde von Dale und Schuster die pulsatile Membranpumpe entwickelt. Später konnten Modifikationen auch im kardiopulmonalen Bypass angewandt werden. Dann folgte am 17. April 1855 die erste Rollenpumpe von Rufus Porter und J. D. Bradley. Diese hatte unterschiedliche Anwendungsgebiete wie beispielsweise zum Feuerlöschen, zur Sirupproduktion und zur Reinigung von Treppen. Bei großer Kapazität dienten Pferde oder Dampfmaschinen als Antrieb dieser Rollenpumpe. In kleinerer Ausführung nutzte man diese zum Magenauspumpen und als Vorrichtung zu Injektionszwecken in der Medizin. 1937 wurde dann von Demichov die erste Rollenpumpe in Hunden eingesetzt. 1953 gelang es Gibbon, die erste Herzlungenmaschine für Operationen am Menschen zu entwickeln. Diese funktionierte wie folgt: Auf einer Platte förderte die venöse Pumpe das Blut aus der venösen Linie in die venöse Blutlinie. Eine zweite venöse Pumpe förderte ebenso venöses Blut in die gemeinsame venöse Linie. Mittels eines y-Konnektors waren beide venösen Linien verbunden. Mittels eines T-Konnektors wurde das venöse Blut in die Rezirkulationspumpe geleitet und dem Oxygenator zugeführt. Aus dem Reservoir am Boden des Oxygenators entsprang der arterielle Ausgang, der mit der arteriellen Linie verbunden war, eine Fraktion dieses Blutes wurde jedoch wieder rezirkuliert. Alle Rollenpumpen waren mit Elektromotoren angetrieben. 1961 entwarf Liotta dann das erste TAH (Total Artificial Heart) und 1962 noch den ersten VAD (Ventricular Assist Device). Eine erste Implantation eines VAD erfolgte dann am 19.07.1963 von Crawford, erfolgreich gelang dieses jedoch erst 1966 De Bakey. Es war ein extrakorporales System, welches den linken Vorhof und die A. axillaris verband. Es konnte nach 10 Tagen entfernt werden, der Patient überlebte und konnte entlassen werden. Das erste TAH wurde dann am 04.04.1969 von Cooley implantiert. In der Entwicklungsgeschichte folgte später noch ein System von Pierce-Donachy (1975), 1982 wurde von DeVries ein pneumatisch betriebenes System, das Jarvik 7-100, welches das Herz vollständig ersetzt, erstmalig implantiert. Es bestand aus zwei Pumpen, ähnlich den zwei Herzkammern. Diese pumpten mit einer Frequenz zwischen 40-120 Schläge/min. Sie wurden an die Vorhöfe angeschlossen. Die Energie wurde von einer großen externen Konsole geliefert. Danach folgten Novacor (1984), TCI IP (1986), eine Weiterentwicklung von De Bakey 1998 und das Lion Heart 1999. Letzteres wurde jedoch wieder vom Markt genommen (Böttcher, 2003).

• Herzunterstützungssystem

• Linearpumpe

• Medos-VAD

• elektromagnetisch

• Assist Device

• Hydrodynamik

• Validierung

• Pumpprinzip

Katharina Lange, BSC. CP., wurde 1981 in Einbeck geboren. Ihr Projekt-Kompetenz-Studium ‘Cardiovascular Perfusion’ an der Steinbeis Hochschule in Berlin schloss die Autorin im Jahre 2011 mit dem akademischen Grad des Bachelor of Science erfolgreich ab. Bereits während des Studiums sammelte die Autorin umfassende praktische Erfahrungen im Bereich der Herzunterstützungssysteme. Fasziniert von der Herz-Lungen-Unterstützung mit Systemen wie ECMO, IABP und VAD, verbrachte die Autorin drei Jahre in der Herzchirurgie. Ihre Tätigkeit als Kardiotechnikerin motivierte sie, sich der Thematik des vorliegenden Buches zu widmen.